Direct successive ionic layer deposition of nanoscale iridium and tin oxide on titanium surface for electrocatalytic application in oxygen evolution reaction during water electrolysis in acidic medium

Переведенное название: Синтез методом ионного наслаивания наноразмерного оксида иридия и олова и изучение их электрокаталитических свойств в реакции выделения кислорода при электролизе воды в щелочной области

Результат исследований: Научные публикации в периодических изданияхстатья

Аннотация

In this paper, we propose a novel promising route for the direct synthesis of nanoscale iridium and tin oxide nanolayers by a successive ionic layer deposition method (SILD). The precursors for the synthesis included an aqueous solution of SnF2 with an equilibrium pH value and the colloidal solution of IrOx∙nH2O nanoparticles and Na2[Ir(OH)6] mixture with pH = 10.5, obtained by the alkaline hydrolysis of the H2IrCl6 solution. The synthesized nanoscale oxide exhibited electrocatalytic properties in the oxygen evolution reaction (OER) upon water splitting in the acidic medium. A series of samples were obtained, synthesized as a result of 10, 30, and 50 SILD processing cycles. It was found that the films obtained as a result of 30 SILD cycles and heated in argon at a temperature of 300 °C had the best electrocatalytic properties in the reaction of oxygen evolution in the HClO4 solution. For these films, the overpotential value at a current density of 10 mA/cm2 was 288 mV and the Tafel coefficient value totaled 56 mV/dec. Investigations by SEM, TEM, EDX, XRD, XPS and FTIR spectroscopy revealed that the samples were built of Ir0.7SnOx∙nH2O amorphous nanoparticles with a size of 10–20 nm. For this kind of electrode, estimation of the specific mass of iridium showed that its amount is about 0.02 mg/cm2. It is suggested that the new synthetic method may serve as the basis for creating a wide range of coatings for electrodes in electrochemical devices, including electrochemical sensors, electrical stimulators, electrochromic devices, etc.

Переведенное названиеСинтез методом ионного наслаивания наноразмерного оксида иридия и олова и изучение их электрокаталитических свойств в реакции выделения кислорода при электролизе воды в щелочной области
Язык оригиналаанглийский
Номер статьи155205
Число страниц7
ЖурналJournal of Alloys and Compounds
Том834
DOI
СостояниеОпубликовано - 5 сен 2020

Предметные области Scopus

  • Сопротивление материалов
  • Общее машиностроение
  • Металлы и сплавы
  • Химия материалов

Ключевые слова

  • Titanium electrode
  • Alkaline medium
  • Iridium tin oxide SILD ElOxygen evolution reaction
  • Iridium oxide

Fingerprint Подробные сведения о темах исследования «Синтез методом ионного наслаивания наноразмерного оксида иридия и олова и изучение их электрокаталитических свойств в реакции выделения кислорода при электролизе воды в щелочной области». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

  • Цитировать