Cobalt-Iron Oxyhydroxide Obtained from the Metal Phosphide : A Highly Effective Electrocatalyst for the Oxygen Evolution Reaction at High Current Densities
Díez-García, María Isabel (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Montaña-Mora, Guillem (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)
Botifoll, Marc (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Cabot i Codina, Andreu (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Qamar, Mohammad (King Fahd University of Petroleum and Minerals)
Morante, Joan Ramon (Institut de Recerca en Energia de Catalunya)

Data:	2023
Resum:	The development of high current density anodes for the oxygen evolution reaction (OER) is fundamental to manufacturing practical and reliable electrochemical cells. In this work, we have developed a bimetallic electrocatalyst based on cobalt-iron oxyhydroxide that shows outstanding performance for water oxidation. Such a catalyst is obtained from cobalt-iron phosphide nanorods that serve as sacrificial structures for the formation of a bimetallic oxyhydroxide through phosphorous loss concomitantly to oxygen/hydroxide incorporation. CoFeP nanorods are synthesized using a scalable method using triphenyl phosphite as a phosphorous precursor. They are deposited without the use of binders on nickel foam to enable fast electron transport, a highly effective surface area, and a high density of active sites. The morphological and chemical transformation of the CoFeP nanoparticles is analyzed and compared with the monometallic cobalt phosphide in alkaline media and under anodic potentials. The resulting bimetallic electrode presents a Tafel slope as low as 42 mV dec and low overpotentials for OER. For the first time, an anion exchange membrane electrolysis device with an integrated CoFeP-based anode was tested at a high current density of 1 A cm, demonstrating excellent stability and Faradaic efficiency near 100%. This work opens up a way for using metal phosphide-based anodes for practical fuel electrosynthesis devices.
Ajuts:	European Commission 801342 Agencia Estatal de Investigación FJC2018-036229-I Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-01581 Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C43 Agencia Estatal de Investigación PID2020-116093RB-C42 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a:	ACS Applied Energy Materials, Vol. 6, Issue 11 (June 2023) , p. 5690-5699, ISSN 2574-0962

DOI: 10.1021/acsaem.3c00032
PMID: 37323204

10 p, 6.6 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats