Wang, Jun Hui;Tang, Jia-Yao;Fan, Jia-Yi;Meng, Ze-Da;Zhu, Lei;Oh, Won-Chun
한국재료학회지
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제32권2호
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pp.57-65
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2022
Herein a rich, Se-nanoparticle modified Mo-W18O49 nanocomposite as efficient hydrogen evolution reaction catalyst is reported via hydrothermal synthesized process. In this work, Na2SeSO3 solution and selenium powder are used as Se precursor material. The structure and composition of the nanocomposites are characterized by X-ray diffraction (XRD), high-resolution field emission scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), EDX spectrum analysis and the corresponding element mapping. The improved electrochemical properties are studied by current density, and EIS analysis. The as-prepared Se modified Mo-W18O49 synthesized via Na2SeSO3 is investigated by FE-SEM analysis and found to exhibit spherical particles combined with nanosheets. This special morphology effectively improves the charge separation and transfer efficiency, resulting in enhanced photoelectric behavior compared with that of pure Mo-W18O49. The nanomaterial obtained via Na2SeSO3 solution demonstrates a high HER activity and low overpotential of -0.34 V, allowing it to deliver a current density of 10 mA cm-2.
Wet chemical etching methods were utilized to conduct Si surface texturing, which could enhance photoelectrochemical hydrogen generation rate. Two different etching methods tested, which were anisotropic metal-catalyzed electroless etching and isotropic etching. The Si nano-texture that was fabricated by the anisotropic etching showed ~25% increase in photocurrent for H2 generation. The photocurrent enhancement was attributed to the reduced reflection loss at the nano-textured Si surface, which provided a layer of intermediate density between water and the Si substrate.
The electrochemical spike oscillations at the nickel (Ni) electrode/(0.05M KHC$_{8}$H$_{4}$O$_{4}$) buffer solution (pH 9) interface have been studied using voltammetric and chronoamperometric methods. The nature of the periodic cathodic current spikes is the activation controlled currents due to the hydrogen evolution reaction and depends onthe fractioanl surface coverage of the adsorbed hydrogen intermediate or the cathodic potential. There is two kinds of the waveforms corresponding to two kinds of the cathodic current spike oscillations. The widths, periods, and amplitudes of the cathodic current spikes are 4 ms or 5ms, 151 ms or 302 ms, and < 30 mA or < 275 mA, respectively. The fast discharge and recombination reaction steps are 1.5 times and twice and faster than the slow discharge and recombination reaction steps. The fast and slow discharge and recombination reaction steps are 1.5 times and twice faster than the slow discharge and recombination reaction steps. The fast and slow discharge and recombination reactions corresponding to the fast and slow adsorption sites at the Ni cathode.
The approximate rates and stoichiometry of the reaction of excess lithium tripiperidinoaluminum hydride (LTPDA), an alicyclic aminoaluminum hydride, with selected organic compounds containing representative functional groups under the standardized conditions (tetrahydrofuran, 25°) were examined in order to define the reducing characteristics of the reagent for selective reductions. The reducing ability of LTPDA was also compared with those of the parent lithium aluminum hydride (LAH) and lithium tris(diethylamino)aluminum hydride (LTDEA), a representative aliphatic aminoaluminum hydride. In general, the reactivity of LTPDA toward organic functionalities is weaker than LTDEA and much weaker than LAH. LTPDA shows a unique reducing characteristics. Thus, benzyl alcohol, phenol and thiols evolve a quantitative amount of hydrogen rapidly. The rate of hydrogen evolution of primary, secondary and tertiary alcohols is distinctive. LTPDA reduces aldehydes, ketones, esters, acid chlorides and epoxides readily to the corresponding alcohols. Quinones, such as p-benzoquinone and anthraquinone, are reduced to the corresponding diols without hydrogen evolution. Tertiary amides and nitriles are also reduced readily to the corresponding amines. The reagent reduces nitro compounds and azobenzene to the amine stages. Disulfides are reduced to thiols, and sulfoxides and sulfones are converted to sulfides. Additionally, the reagent appears to be a good partial reducing agent to convert primary carboxamides into the corresponding aldehydes.
An electrode was prepared by dip-coating NiFe2O4 powder on stainless steel (SUS) support for the application in the alkaline water electrolysis. The prepared electrode was analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXS), and was evaluated for the voltage properties with the change of current density in oxygen evolution reaction (OER) and hydrgen evolution reaction (HER) using 1, 3 and 7 M KOH solution. From the SEM and EDXS analysis, it was confirmed that the prepared electrode had NiFe2O4 on the SUS support. In OER and HER, the voltage in the 7 M KOH solution had a value of 1.35 and -1.90 V at 0.2 and -0.2 A/cm2 of the current density, respectively. It was considered that the prepared electrode could be use as an electrode in the alkaline water electrolysis from the experimental results.
Deepanshu Malhotra;Duy Thanh Tran;Nam Hoon Kim;Joong Hee Lee
Composites Research
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제37권4호
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pp.286-290
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2024
The rapid increase in the demand for energy has put huge pressure on fossil fuels. The continuous overutilization of these existing non-renewable energy sources has been causing severe environmental concerns. In these regards, electrochemical water splitting has gained huge attention for producing green hydrogen, a superior energy source with high gravimetric energy density (120 MJ/kg), as compared with conventional options. Electrochemical water splitting is a viable option for generating green hydrogen. However, the various limitations of state-of the art Pt/C and RuO2- based electrocatalysts has motivated the scientific community to develop novel cathode (hydrogen evolution reaction (HER)) and anode (oxygen evolution reaction (OER)) electrocatalysts. In our present study, we have achieved a new milestone by fabricating the NiMo-based transition metal LDHs coupled V2C MXene support based heterocatalyst. The synergistic impact of NiMo LDHs (corrosion resistance, favorable intrinsic catalytic properties, etc.) and V2C (high electrical conductivity, pseudocapacitive behavior, etc.) has resulted in the HER and OER at smaller overpotential of 135 and 370 mV at the current density of 10 and 30 mA cm-2 in an alkaline (1.0 M KOH) environment.
Within recent years attention has been focused on the method of hydrogen storage using metal hydride reactor due to its high energy density, durability, safety and low operating pressure. In this paper, a numerical study is carried out to investigate the coupled heat and mass transfer process for absorption in a cylindrical metal hydride hydrogen storage reactor using a newly developed model. The simulation results demonstrate the evolution of temperature, equilibrium pressure, H/M atomic ratio and velocity distribution as time goes by. Initially, hydrogen is absorbed earlier from near the wall which sets the cooling boundary condition owing to that absorption process is exothermic reaction. Temperature increases rapidly in entire region at the beginning stage due to the initial low temperature and enough metal surface for hydrogen absorption. As time goes by, temperature decreases slowly from the wall region due to the better heat removal. Equilibrium pressure distribution appears similarly with temperature distribution for reasons of the function of temperature. This work provides a detailed insight into the mechanism and corresponding physicochemical phenomena in the reactor during the hydrogen absorption process.
In this research, the Ir supported $TiO_2$ (P25) catalyst was prepared by precipitation method for oxygen evolution reaction. The $Ir/TiO_2$ catalyst was synthesised by reduction reaction using reducing agent. Physiochemical characterizations of synthesized $Ir/TiO_2$ catalyst was studied by means of SEM, EDS mapping, TEM and XRD. The Electrochemical characterizations were tested by using the technique of CV and LSV by RDE and Potentiostat. Physicochemical properties were characterized with XRD where Iridium metal morphology and Ir(111) and Ir(222) peaks were founded. $Ir0.2Ru0.8O_2$ exhibited higher OER activity than $Ir0.5Ru0.5O_2$ followed by $Ir/TiO_2$ and $IrO_2$.
Lee, Gihoon;Kang, Ji Yeon;Jeong, Yeojin;Jung, Ji Chul
한국재료학회지
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제25권4호
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pp.191-195
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2015
To improve its textural properties as a support for platinum catalyst, carbon aerogel was chemically activated with KOH as a chemical agent. Carbon-supported platinum catalyst was subsequently prepared using the prepared carbon supports(carbon aerogel(CA), activated carbon aerogel(ACA), and commercial activated carbon(AC)) by an incipient wetness impregnation. The prepared carbon-supported platinum catalysts were applied to decalin dehydrogenation for hydrogen production. Both initial hydrogen evolution rate and total hydrogen evolution amount were increased in the order of Pt/CA < Pt/AC < Pt/ACA. This means that the chemical activation process served to improve the catalytic activity of carbon-supported platinum catalyst in this reaction. The high surface area and the well-developed mesoporous structure of activated carbon aerogel obtained from the activation process facilitated the high dispersion of platinum in the Pt/ACA catalyst. Therefore, it is concluded that the enhanced catalytic activity of Pt/ACA catalyst in decalin dehydrogenation was due to the high platinum surface area that originated from the high dispersion of platinum.
The design and fabrication of catalysts with low-cost and high electrocatalytic activity for the oxygen evolution reaction (OER) have remained challenging because of the sluggish kinetics of this reaction. The key to the pursuit of efficient electrocatalysts is to design them with high surface area and more active sites. In this work, we have successfully synthesized a highly stable and active NiCo2S4 nanowire array on a Ni-foam substrate (NiCo2S4 NW/NF) via a two-step hydrothermal synthesis approach. This NiCo2S4 NW/NF exhibits overpotential as low as 275 mV, delivering a current density of 20 mA cm-2 (versus reversible hydrogen electrode) with a low Tafel slope of 89 mV dec-1 and superior long-term stability for 20 h in 1 M KOH electrolyte. The outstanding performance is ascribed to the inherent activity of the binder-free deposited, vertically aligned nanowire structure, which provides a large number of electrochemically active surface sites, accelerating electron transfer, and simultaneously enhancing the diffusion of electrolyte.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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