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FeNi3 and Ni-based nanoparticles as electrocatalysts for magnetically-enhanced alkaline water electrolysis

Authors :
Vivien Gatard
Déborah De Masi
Raphaël Chattot
Irene Mustieles Marin
Juan Manuel Asensio Revert
Pier-Francesco Fazzini
Thierry Encinas
Vincent Martin
Stéphane Faure
Jonathan Deseure
Julian Carrey
Bruno Chaudret
Marian Chatenet
Electrochimie Interfaciale et Procédés (EIP)
Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Source :
Electrocatalysis, Electrocatalysis, 2021, 11 (5), pp.567-577. ⟨10.1007/s12678-020-00616-9⟩, Electrocatalysis, Springer, 2021, 11 (5), pp.567-577. ⟨10.1007/s12678-020-00616-9⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

Today, hydrogen mainly originates from fossil sources (gas, oil, and coal). Room temperature water electrolysis is an interesting alternative for renewable electricity storage, even if it is well-known that high-temperature systems are more efficient. To address this issue, we studied different non-platinum group metal (non-PGM) catalysts for alkaline oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER) by recording cyclic voltamperograms with a rotating disk electrode set up. Physicochemical characterizations of Ni-based and FeNi3-based catalysts were performed using transmission electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), and inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS). Ni synthesized by the hot injection method is a good catalyst for HER, yet still less active than Pt/C. FeNi3 with and without a Ni surface doping is very good OER catalysts, slightly better than commercial unsupported IrO2. Electrochemical tests under alternating magnetic field (AMF) using these nanoparticles are ongoing, as these materials are compatible with AMF activation.

Details

Language :
English
ISSN :
18682529 and 18685994
Database :
OpenAIRE
Journal :
Electrocatalysis, Electrocatalysis, 2021, 11 (5), pp.567-577. ⟨10.1007/s12678-020-00616-9⟩, Electrocatalysis, Springer, 2021, 11 (5), pp.567-577. ⟨10.1007/s12678-020-00616-9⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....fd741e6b9e34d7bad30b12f64eff031c
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s12678-020-00616-9⟩