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From Doped Coordination Polymer Precursor to Cobalt-Doped ZnO Electrocatalyst for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction

Lontio Fomekong, Roussin und Kammi Yontchoum, Paulin und Matemb Ma Ntep, Tobie Junior und Tedjieukeng Kamta, Hypolite Mathias und Kenfack Tsobnang, Patrice und Krüger, Svitlana und Šturala, Jiˇrí und Sofer, Zdenek und Janiak, Christoph und Saruhan-Brings, Bilge und Delcorte, Arnaud und Lambi Ngolui, John (2023) From Doped Coordination Polymer Precursor to Cobalt-Doped ZnO Electrocatalyst for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Energy and Sustainability Research (230023). Wiley. doi: 10.1002/aesr.202300232. ISSN 2699-9412.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aesr.202300232

Kurzfassung

The large-scale application of water electrolysis, for clean H2 production, requires the development of eco-friendly and low-cost electrocatalysts with high activity for hydrogen evolution reaction (HER) in alkaline media. The excellent alternatives to the benchmark noble metal-based HER electrocatalyst are transition metal oxides (TMO). Because of the nontoxicity, cost-effectiveness, availability, and easy electronic structure tuning, zinc oxide (ZnO) is a good TMO candidate. However, ZnO shows poor performance for HER electrocatalysis and therefore has been much less reported. Herein, it is reported that ZnO can be developed as a good HER electrocatalyst in alkaline media through simultaneously proper cobalt loading at the precursor level (coordination polymer) and defects engineering. The optimum amount of cobalt in ZnO shows an overpotential of 385 mV at 10 mA cm-2 (lower than that of ZnO and Co3O4) and a small Tafel slope of 76 mV dec-1. The introduction of cobalt at the precursor level and subsequently in the wurtzite frame of ZnO as revealed by the analyses, allows to considerably lower the bandgap and increasing the number of defects in the structure, thereby boosting the electrocatalytic performance. This work highlights the potential of cheap and environmentally friendly TMO as alternative HER electrocatalysts for large-scale alkaline water electrolysis.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/201966/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:From Doped Coordination Polymer Precursor to Cobalt-Doped ZnO Electrocatalyst for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lontio Fomekong, RoussinHigher Teacher Training CollegeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kammi Yontchoum, PaulinHigher Teacher Training CollegeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matemb Ma Ntep, Tobie JuniorHeinrich-Heine-Universität DüsseldorfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tedjieukeng Kamta, Hypolite MathiasHigher Teacher Training CollegeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kenfack Tsobnang, PatriceUniversity of DschangNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krüger, SvitlanaSvitlana.Krueger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Šturala, JiˇríUniversity of Chemistry and TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sofer, ZdenekUniversity of Chemistry and TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Janiak, ChristophHeinrich-Heine-Universität DüsseldorfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saruhan-Brings, BilgeBilge.Saruhan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Delcorte, ArnaudUniversité catholique de LouvainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lambi Ngolui, JohnHigher Teacher Training CollegeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 Dezember 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.202300232
Verlag:Wiley
ISSN:2699-9412
Status:veröffentlicht
Stichwörter:alkaline electrocatalysis, cobalt-doped zinc oxide, coprecipitation, doped coordination polymers, hydrogen evolution reaction
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Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Hinterlegt von: Nahirniak, Svitlana
Hinterlegt am:17 Jan 2024 10:36
Letzte Änderung:19 Jan 2024 07:09

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