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Insights into the High Activity of Ruthenium Phosphide for the Production of Hydrogen in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers

Galyamin, Dmitry und Torrero Camara, Jorge Francisco und Elliot, Joshua David und Rodriguez-Carcía, Isabel und Garcia Sanchez, Daniel und Salam, Mohamed Abdel und Gago, Aldo und Mokhtar, Mohamed und Gomez de la Fuente, Jose Luis und Bueno, Samba Violeta und Gianolio, Diego und Ferrer, Pilar und Grinter, David und Held, Georg und Retuerto, Maria und Rojas, Sergio (2023) Insights into the High Activity of Ruthenium Phosphide for the Production of Hydrogen in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers. Advanced Energy and Sustainability Research, Seite 2300059. Wiley. doi: 10.1002/aesr.202300059. ISSN 2699-9412.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Kurzfassung

The demand of green hydrogen, that is, the hydrogen produced from water electrolysis, is expected to increase dramatically in the coming years. State-of-the-art proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) uses high loadings of platinum group metals, such as Pt in the electrode where hydrogen is produced. Alternative electrodes based on phosphides, sulfides, nitrides, and other low-cost alternatives are under investigation. Herein, a simple process for the preparation of RuP electrodes with high activity for the hydrogen evolution reaction (HER) in acidic electrolyte is described. A straightforward one-pot synthesis that yields RuP nanoparticles with fine-tuned composition and stoichiometry is presented, as determined by multiple characterization techniques, including lab- and synchrotron-based experiments and theoretical modeling. The RuP nanoparticles exhibit a high activity of 10 mA cm−2 at 36 mV overpotential and a Tafel slope of 30 mV dec−1, which is comparable to Pt/C. Moreover, a RuP catalyst-coated membrane (CCM) with a low Ru loading of 0.6 mgRu cm−2 is produced and tested in a PEMWE cell configuration, yielding 1.7 A cm−2 at 2 V.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198490/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Insights into the High Activity of Ruthenium Phosphide for the Production of Hydrogen in Proton Exchange Membrane Water Electrolyzers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Galyamin, Dmitrydmitry.galyamin (at) csic.eshttps://orcid.org/0000-0002-4301-7027NICHT SPEZIFIZIERT
Torrero Camara, Jorge FranciscoJorge.Torrero (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Elliot, Joshua DavidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rodriguez-Carcía, IsabelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garcia Sanchez, DanielDaniel.GarciaSanchez (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Salam, Mohamed Abdelmasalam16 (at) hotmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gago, AldoAldo.Gago (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mokhtar, Mohamedmmokhtar2000 (at) yahoo.comhttps://orcid.org/0000-0002-0594-7207NICHT SPEZIFIZIERT
Gomez de la Fuente, Jose LuisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bueno, Samba VioletaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gianolio, Diegodiego.gianolio (at) diamond.ac.ukhttps://orcid.org/0000-0002-0708-4492NICHT SPEZIFIZIERT
Ferrer, Pilarpilar.ferrer-escorihuela (at) diamond.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grinter, DavidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Held, GeorgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Retuerto, Mariam.retuerto (at) csic.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rojas, Sergiosrojas (at) icp.csic.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Juni 2023
Erschienen in:Advanced Energy and Sustainability Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/aesr.202300059
Seitenbereich:Seite 2300059
Verlag:Wiley
ISSN:2699-9412
Status:veröffentlicht
Stichwörter:catalyst-coated membranes, green hydrogen, hydrogen evolution reaction,proton exchange membrane water electrolysis, RuP
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Torrero Camara, Jorge Francisco
Hinterlegt am:19 Dez 2023 17:22
Letzte Änderung:29 Jan 2024 12:13

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