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Succinate coprecipitation synthesized Cr-doped Fe2O3 as an efficient electrocatalyst for hydrogen evolution reaction in alkaline medium

Kammi Yontchoum, Paulin und Kamga Meffo, Carelle Martiale und Tasdemir, Bilal und Mbene, Kenneth und Ngnintedem Yonti, Cedrik und Saruhan, Bilge und Kenfack Tsobnang, Patrice und Lontio Fomekong, Roussin (2025) Succinate coprecipitation synthesized Cr-doped Fe2O3 as an efficient electrocatalyst for hydrogen evolution reaction in alkaline medium. Materials Advances, 6 (7969), Seiten 7969-7980. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/D5MA00634A. ISSN 2633-5409.

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Kurzfassung

The depletion of fossil fuels and growing environmental concerns have created an urgent global demand for sustainable energy solutions. Among these, hydrogen has emerged as a pivotal energy carrier due to its high energy density and potential for clean combustion. Electrolytic water splitting, especially when powered by renewable energy, offers a promising, carbon-neutral method for hydrogen production. Yet, it is constrained by the slow kinetics of the hydrogen evolution reaction (HER) at the cathode. Thus, obtaining a performant, cheap and environmentally friendly electrocatalyst for HER becomes a big challenge. This study explores the enhancement of HER by developing Cr-doped iron oxide (Fe2O3) nanomaterials, synthesized via a co-precipitation method utilizing succinate ions. Our research demonstrates that Cr-doping significantly modifies the electronic structure and catalytic properties of iron oxide, with optical analyses revealing a bandgap reduction from 1.92 eV to 1.48 eV as Cr3+-concentration increases from 2 to 6.5 atomic percent. The electrocatalytic activity for HER was notably improved, achieving an optimal overpotential of 307 mV at 10 mA cm�2 with a Cr-doping level of 5.5 atomic percent, which outperforms both undoped Fe2O3 and Cr2O3 alone. This performance boost is attributed to the creation of new active sites through lattice defects from chromium substitution into the iron oxide matrix. This investigation not only deepens our understanding of the structure–activity relationships in doped iron oxides but also marks a significant step toward developing efficient, economically viable electrocatalysts for sustainable hydrogen production technologies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220055/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Succinate coprecipitation synthesized Cr-doped Fe2O3 as an efficient electrocatalyst for hydrogen evolution reaction in alkaline medium
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kammi Yontchoum, PaulinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kamga Meffo, Carelle MartialeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tasdemir, Bilalbilal.tasdemir (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mbene, KennethNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ngnintedem Yonti, CedrikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saruhan, BilgeBilge.Saruhan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6895-8387198518063
Kenfack Tsobnang, PatriceUniversity of Dschang, KamerunNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lontio Fomekong, RoussinUniversite de Yaounde I Ecole Normale Superieure, Kamerun; Roussin.LontioFomekong (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 September 2025
Erschienen in:Materials Advances
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:6
DOI:10.1039/D5MA00634A
Seitenbereich:Seiten 7969-7980
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:2633-5409
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Electrocatalyst, Hydrogen Evulation, Coprecipitation
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
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Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Hinterlegt von: Saruhan-Brings, Dr. Bilge
Hinterlegt am:02 Dez 2025 11:07
Letzte Änderung:02 Dez 2025 11:07

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