Los efectos sinérgicos de la aleación en el rendimiento y la estabilidad de Co3Mo y Co7Mo6 para la reacción de evolución de hidrógeno electrocatalítica
Autores: Sun, Youyi; Ganin, Alexey Y.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Los efectos sinérgicos de la aleación en el rendimiento y la estabilidad de Co3Mo y Co7Mo6 para la reacción de evolución de hidrógeno electrocatalítica
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Aleaciones metálicas
Catalizadores
Evolución electroquímica de hidrógeno
Policristalino
Co3Mo
Co7Mo6
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las aleaciones metálicas se han convertido en una opción ubicua como catalizadores para la evolución electroquímica de hidrógeno en medios alcalinos. Sin embargo, el escaso y costoso Pt sigue siendo el electrocatalizador clave en electrolitos ácidos, lo que hace importante la búsqueda de alternativas más abundantes y económicas. En este trabajo, presentamos una ruta sintética fácil y eficiente hacia aleaciones policristalinas de Co3Mo y Co7Mo6. La naturaleza de fase única de las aleaciones se confirma mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica. Cuando se prueban electroquímicamente, logran sobrepotenciales competitivamente bajos de 115 mV (Co3Mo) y 160 mV (Co7Mo6) a 10 mA cm-2 en 0.5 M H2SO4, y 120 mV (Co3Mo) y 160 mV (Co7Mo6) a 10 mA cm-2 en 1 M KOH. Ambas aleaciones superan a los metales Co y Mo, que mostraron sobrepotenciales significativamente más altos y densidades de corriente más bajas cuando se probaron en condiciones idénticas, confirmando el efecto sinérgico de la aleación. Sin embargo, el bajo sobrepotencial en Co3Mo tiene el costo de la estabilidad. Se vuelve inactivo rápidamente cuando se prueba bajo un sesgo de potencial aplicado. Por otro lado, Co7Mo6 mantiene la densidad de corriente a lo largo del tiempo sin evidencia de disminución de corriente. Los hallazgos demuestran que incluso en forma independiente y sin nanoestructuración, los electrocatalizadores bimetálicos policristalinos podrían desafiar el dominio del Pt en medios ácidos si se encontraran formas de mejorar su estabilidad.
Descripción
Las aleaciones metálicas se han convertido en una opción ubicua como catalizadores para la evolución electroquímica de hidrógeno en medios alcalinos. Sin embargo, el escaso y costoso Pt sigue siendo el electrocatalizador clave en electrolitos ácidos, lo que hace importante la búsqueda de alternativas más abundantes y económicas. En este trabajo, presentamos una ruta sintética fácil y eficiente hacia aleaciones policristalinas de Co3Mo y Co7Mo6. La naturaleza de fase única de las aleaciones se confirma mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica. Cuando se prueban electroquímicamente, logran sobrepotenciales competitivamente bajos de 115 mV (Co3Mo) y 160 mV (Co7Mo6) a 10 mA cm-2 en 0.5 M H2SO4, y 120 mV (Co3Mo) y 160 mV (Co7Mo6) a 10 mA cm-2 en 1 M KOH. Ambas aleaciones superan a los metales Co y Mo, que mostraron sobrepotenciales significativamente más altos y densidades de corriente más bajas cuando se probaron en condiciones idénticas, confirmando el efecto sinérgico de la aleación. Sin embargo, el bajo sobrepotencial en Co3Mo tiene el costo de la estabilidad. Se vuelve inactivo rápidamente cuando se prueba bajo un sesgo de potencial aplicado. Por otro lado, Co7Mo6 mantiene la densidad de corriente a lo largo del tiempo sin evidencia de disminución de corriente. Los hallazgos demuestran que incluso en forma independiente y sin nanoestructuración, los electrocatalizadores bimetálicos policristalinos podrían desafiar el dominio del Pt en medios ácidos si se encontraran formas de mejorar su estabilidad.