Lettenmeier, Philipp und Majchel, Jan und Wang, Li und Saveleva, Viktoriia und Zaferiatos, Spiros und Savinova, Elena und Gallet, Jean-Jacques und Bournel, Fabrice und Gago, Aldo und Friedrich, K. Andreas (2018) Highly active nano-sized iridium catalysts: synthesis and operando spectroscopy in a proton exchange membrane electrolyzer. Chemical Science. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/C8SC00555A. ISSN 2041-6520.
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Kurzfassung
A stable and cost effective oxygen evolution reaction (OER) catalyst is crucial for the large-scale market penetration of proton exchange membrane (PEM) water electrolyzers. We show that the synthesis of iridium nanoparticles in either low purity ethanol or water, or in the absence of a surfactant, is detrimental to the electrocatalytic properties of the materials. Adding NaBH4 in excess improves the purity of the catalyst enhancing the OER activity up to 100 A gIr−1 at 1.51 V vs. RHE, the highest value reported so far for high purity Ir nanoparticles. The measured OER activity correlates with the capacitive current rather than with the charge corresponding to the IrIII/IrIV oxidation peak. Operando near-ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy (NAP-XPS) on membrane electrode assemblies (MEAs) with the synthesized catalysts reveals a metallic core surrounded by a thin layer of IrIII/IV oxides/hydroxides. Oxidation of IrIII leaves behind a porous ultrathin layer of IrIV oxides/hydroxides, which dominate the surface during the OER, while IrV was not detected.
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/125220/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | Highly active nano-sized iridium catalysts: synthesis and operando spectroscopy in a proton exchange membrane electrolyzer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: | 
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| Datum: | 2 Februar 2018 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erschienen in: | Chemical Science | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1039/C8SC00555A | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verlag: | Royal Society of Chemistry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2041-6520 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | PEM Electrolysis, NAP-XPS, Iridium catalyst, CCM, MEA, Anode, Operando XPS analysis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Forschungsbereich: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programm: | Speicher und vernetzte Infrastrukturen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programmthema: | Elektrolyse und Wasserstoff | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Schwerpunkt: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Forschungsgebiet: | E SP - Energiespeicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | E - Elektrochemische Prozesse (Elektrolyse) (alt) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standort: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Gago, Aldo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 20 Dez 2018 14:52 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 02 Nov 2023 12:02 | 
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