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Supercritical preparation of doped (111) facetted nickel oxide for the oxygen evolution reaction

Brim, Elliot und Hayes, Darius und Rücker, Konstantin und Taffa, Dereje Hailu und Bisen, Omeshwari und Risch, Marcel und Alia, Shaun und Lorenz, Julian und Harms, Corinna und Wark, Michael und Richards, Ryan M. (2025) Supercritical preparation of doped (111) facetted nickel oxide for the oxygen evolution reaction. RSC Applied Interfaces, 2, Seiten 1407-1416. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/D5LF00174A. ISSN 2755-3701.

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Offizielle URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/lf/d5lf00174a

Kurzfassung

Green hydrogen is of great interest as a replacement for traditional fossil fuels in a variety of energy applications. However, due to the poor kinetics present in the oxygen evolution reaction (OER) half-reaction, nanostructured catalysts are needed to reduce the reaction overpotential. Nickel oxide has previously been shown to be a promising alternative to expensive Pt-group based catalysts for the OER in alkaline media. Herein, facetted NiO nanosheets have been doped with Fe, Mn, or Co to reduce its catalytic overpotential for the OER. A supercritical synthesis process was used to promote the mass transport of the reactants while preserving catalytic surface area. Microscopy, diffraction, spectroscopy, and adsorption techniques were used to understand the morphological changes resulting from the inclusion of each dopant, as well as characterize the surface chemistry presented by the doped (111) facet. The pH was found to affect the properties of mixing due to difference in hydrolysis rates and catalysis of the hydrolysis/condensation. The dopants exhibited distinct effects on OER activity: Mn increased the overpotential to 742 mV vs. RHE, while Co and Fe reduced it to 502 mV and 457 mV, respectively. In summary, a straightforward and novel synthesis method is presented to prepare doped NiO(111) nanosheets, and their surface characteristics are explored to understand their varied electrochemical performances.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/217908/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Supercritical preparation of doped (111) facetted nickel oxide for the oxygen evolution reaction
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Brim, ElliotColorado School of MinesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hayes, DariusColorado School of MinesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rücker, KonstantinKonstantin.Ruecker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9162-7006196118162
Taffa, Dereje HailuCarl von Ossietzky Universityhttps://orcid.org/0000-0002-1778-8223NICHT SPEZIFIZIERT
Bisen, OmeshwariHelmholtz-Zentrum BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Risch, MarcelHelmholtz-Zentrum BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alia, ShaunNational Renewable Energy LabNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lorenz, Julianjulian.lorenz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9936-7667NICHT SPEZIFIZIERT
Harms, CorinnaCorinna.Harms (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wark, MichaelCarl von Ossietzky Universityhttps://orcid.org/0000-0002-8725-0103NICHT SPEZIFIZIERT
Richards, Ryan M.Colorado School of MinesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Juli 2025
Erschienen in:RSC Applied Interfaces
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:2
DOI:10.1039/D5LF00174A
Seitenbereich:Seiten 1407-1416
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:2755-3701
Status:veröffentlicht
Stichwörter:oxygen evolution reaction transition metal oxides synthesis Doping
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HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Lorenz, Dr. Julian
Hinterlegt am:05 Nov 2025 17:12
Letzte Änderung:05 Nov 2025 17:12

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