Pyrolyzed cobalt hexacyanocobaltate dispersed on reduced-graphene-oxide as an electrocatalyst of the oxygen reduction reaction in an alkaline medium
W artykule opisano opracowanie unikalnego materiału elektrokatalitycznego, uzyskanego poprzez obróbkę cieplną kompozytu będącego analogiem błękitu pruskiego – heksacyjano-kobaltanu kobaltu – unieruchomionego na zredukowanym tlenku grafenu (rGO). Proces pirolizy, czyli ogrzewania w temperaturze 500 °C, prowadzi do powstania materiału zawierającego centra katalityczne na bazie kobaltu, aktywne w elektrochemicznej reakcji redukcji tlenu w środowisku zasadowym. Właściwości fizykochemiczne tego materiału, zawierającego kobalt w różnych stanach utlenienia, zostały dokładnie zbadane z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM), spektroskopii Ramana, spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz różnych technik diagnostyki elektrochemicznej. Wyniki eksperymentalne wykazały, że materiał ten wykazuje porównywalną aktywność elektrokatalityczną (np. potencjał początkowy reakcji) w reakcji redukcji tlenu w środowisku zasadowym do aktywności nanocząstek platyny osadzonych na węglu Vulcan. Tworzenie się niepożądanych produktów ubocznych – takich jak nadtlenki – było nieco wyższe w przypadku pirolizowanego heksacyjano-kobaltanu na rGO niż w przypadku platyny na nośniku węglowym, co pokazano na podstawie pomiarów z obrotową elektrodą pierścieniowo-tarczową. Jednak nawet w najgorszym przypadku poziom nadtlenków nie przekraczał 15%, co potwierdza wysoką aktywność centrów kobaltowych połączonych mostkami cyjankowymi. Otrzymany materiał elektrokatalityczny, przygotowany termicznie, charakteryzuje się także wysoką stabilnością oraz odpornością na obecność alkoholi, takich jak metanol.
Artykuł:
Journal of Materials Chemistry A: materials for energy and sustainability
Autorzy z PW:
Marek Marcinek
Dyscyplina:
Rok wydania: