Electrochemical properties of Metal Oxide Epitaxial Catalysts
金属氧化物外延催化剂的电化学性能
基本信息
- 批准号:284207613
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2015
- 资助国家:德国
- 起止时间:2014-12-31 至 2019-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The production of H2 is one of the promising solutions to store sustainable energy. H2 is considered as an excellent source of clean energy for the future. Its production through water splitting (WS) using renewable energy power (solar, wind etc.) is an efficient CO2-free process. Its conversion back to electrical power using fuel cells is also CO2-free. WS consists in the hydrogen evolution reaction (HER) at the cathode and the oxygen evolution reaction (OER) at the anode. One of the major goals in the field of WS cells is the decrease of the potential difference necessary to drive these two reactions, i.e., the design of efficient catalysts for HER and OER. Hence, even though O2 which is abundant in the atmosphere is not a limiting compound in fuel cell technology, its efficient production is a direct means to convert sustainable energy into electrical power at a low power cost. Efficient catalysts for WS are generally based on Pt-group metals which do not present an economically viable solution for large scale H2 production. Recent studies attempted at designing new WS Pt-free catalysts. Some of them have shown that oxides of the Fe-group metals are very good candidates for efficient OER catalysts and that they meet all above requirements for a sustainable WS technology. This promising field of research is only at its premises and not much is known about the catalytic reaction mechanisms of these oxides. We believe that any new strategy to synthesize model catalysts in order to unravel the reaction mechanisms will be a step forward to significantly improve energy conversion and will have a large economical impact.EC-MEC targets synthesizing Fe group metal and alloy oxides layers with defined structural properties using room temperature electrochemistry and understanding the relation between these oxides catalytic properties and their atomic scale structure to design new oxide catalysts for improved OER in WS cells. State of the art techniques will be utilized to investigate in-operando conditions the catalytic properties and structure of oxide catalysts in reaction conditions. The project is a French-German common project with Partner EP (Ecole Polytechnique, Palaiseau, France) and Partner IEAP (Institute of Experimental and Applied Physics, University of Kiel, Germany) which will be conducted by EP. It will also benefit from an already existing collaboration between EP partner and the group of Jeffrey Greeley (Purdue University, USA), which performs Density Functional Theory calculations on metal oxides in the electrochemical environment.
氢气的生产是储存可持续能源的最有前景的解决方案之一。 H2被认为是未来清洁能源的绝佳来源。它利用可再生能源(太阳能、风能等)通过水分解(WS)进行生产,是一种高效的无二氧化碳工艺。使用燃料电池将其转换回电能也是无二氧化碳的。 WS 包括阴极的析氢反应 (HER) 和阳极的析氧反应 (OER)。 WS电池领域的主要目标之一是降低驱动这两个反应所需的电势差,即设计用于HER和OER的高效催化剂。因此,尽管大气中丰富的氧气不是燃料电池技术的限制化合物,但其高效生产是以较低的电力成本将可持续能源转化为电能的直接手段。 WS 的高效催化剂通常基于 Pt 族金属,这对于大规模氢气生产来说并不提供经济上可行的解决方案。最近的研究尝试设计新型 WS 无 Pt 催化剂。其中一些研究表明,Fe 族金属的氧化物是高效 OER 催化剂的非常好的候选者,并且它们满足可持续 WS 技术的所有上述要求。这个有前景的研究领域仅处于其前提,人们对这些氧化物的催化反应机制知之甚少。我们相信,任何合成模型催化剂以揭示反应机理的新策略都将是显着提高能量转化的一步,并将产生巨大的经济影响。EC-MEC 的目标是合成具有明确结构的 Fe 族金属和合金氧化物层使用室温电化学性质并了解这些氧化物催化性质与其原子尺度结构之间的关系,以设计新的氧化物催化剂以改善 WS 电池中的 OER。将利用最先进的技术来研究反应条件下氧化物催化剂的催化性能和结构。该项目是一个法德共同项目,合作伙伴为 EP(法国帕莱索综合理工学院)和 IEAP(德国基尔大学实验与应用物理研究所),由 EP 负责实施。它还将受益于 EP 合作伙伴与 Jeffrey Greeley(美国普渡大学)团队之间现有的合作,该团队对电化学环境中的金属氧化物进行密度泛函理论计算。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Potential dependence of the structure and magnetism of electrodeposited Pd/Co/Au(111) layers
电沉积 Pd/Co/Au(111) 层的结构和磁性的电势依赖性
- DOI:10.1016/j.jelechem.2017.11.002
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:4.5
- 作者:F. Maroun;F. Reikowski;T. Wiegmann;J. Stettner;O.M. Magnussen;P. Allongue
- 通讯作者:P. Allongue
Transmission Surface Diffraction for Operando Studies of Heterogeneous Interfaces.
用于异质界面操作研究的透射表面衍射
- DOI:10.1021/acs.jpclett.7b00332
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:F. Reikowski;T. Wiegmann;J. Stettner;J. Drnec;V. Honkimäki;F. Maroun;P. Allongue;O.M. Magnussen
- 通讯作者:O.M. Magnussen
In Situ Transmission X-ray Micro-Diffraction from Thin Metal Films Electrodeposited in Microfluidic Channels
微流体通道中电沉积金属薄膜的原位透射 X 射线微衍射
- DOI:10.1149/1945-7111/aba077
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:T. Wiegmann;J. Drnec;F. Reikowski;J. Stettner;F. Maroun;O. M. Magnussen
- 通讯作者:O. M. Magnussen
Operando Surface X-ray Diffraction Studies of Structurally Defined Co3O4 and CoOOH Thin Films during Oxygen Evolution
- DOI:10.1021/acscatal.8b04823
- 发表时间:2019-05-01
- 期刊:
- 影响因子:12.9
- 作者:Reikowski, Finn;Maroun, Fouad;Magnussen, Olaf M.
- 通讯作者:Magnussen, Olaf M.
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