Publication detail

High-temperature Preparation of Ni2P Suspended within Carbon Matrix and its Potential as HER Electrocatalyst

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Microporous and Mesoporous Materials

Publisher name: Elsevier Science BV

Place: Amsterdam

Page from-to: 112870

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Vysokoteplotní příprava Ni2P suspendovaného v uhlíkové matrici a jeho potenciál jako HER elektrokatalyzátor	Výroba vodíku elektrokatalytickou redukcí vody je slibnou technologií čisté energie. Pro další pokrok této technologie má velký význam zkoumání nákladově efektivních a efektivních přístupů k výrobě aktivních katalyzátorů na bázi fosfidů. Tato studie představuje nový způsob vysokoteplotní přípravy mikroporézního katalyzátoru Ni2P/C složeného z krystalických nanočástic Ni2P homogenně distribuovaných v amorfní uhlíkové matrici v hmotnostním poměru 40/60. Redoxní transformace vedoucí ke vzniku Ni2P z neredukovaných stabilních anorganických solí byla usnadněna během tepelného zpracování polymerním prekurzorem, který se zase přeměnil na mikroporézní uhlíkovou matrici, která zabránila nově vytvořeným fosfidovým částicím aglomerovat a slinovat. Mikroporézní struktura připraveného kompozitu byla charakterizována technikou adsorpce plynu a modelována pomocí teorie hustoty funkcionálu a metod statistické tloušťky. T-graf odhalil vysokou plochu povrchu mikropórů 333,5 m2. g-1 (což představuje 97 % celkové plochy povrchu) a distribuci velikosti pórů v rozmezí 10-12 angstromů. Podle analýzy TEM se rozsah velikosti vměstků Ni2P pohyboval od 5 do 200 nm. Hodnocení elektrokatalytických vlastností Ni2P/C kompozitu prokázalo jeho vysokou HER aktivitu a stabilitu při vysokých napětích v podmínkách alkalické elektrolýzy vody. Kromě toho byla HER aktivita kompozitu podstatně zvýšena mletím, které otevřelo uzavřené mikroporézní kanály a zvětšilo povrch mikropórů na 355,2 m2.g-1, čímž se zvýšil počet katalyticky aktivních míst ve vzorku. Výsledek ukazuje na výjimečnou roli mikroporézní mikrostruktury kompozitu v jeho katalytickém výkonu. Poznatky této studie mohou mít významný dopad na praktickou realizaci efektivní výroby vodíku elektrolýzou vody.	Fosfid nikelnatý;Amorfní uhlíková matrice;Mikroporézní kompozit;Metoda polymerních prekurzorů;Výroba vodíku
eng	High-temperature Preparation of Ni2P Suspended within Carbon Matrix and its Potential as HER Electrocatalyst	Hydrogen production via electrocatalytic reduction of water is a promising clean-energy technology. For further advancement of this technology, the exploration of cost-effective and streamlined approaches for producing active phosphide-based catalysts is of great importance. This study presents a new high-temperature preparation method of a microporous Ni2P/C catalyst composed of crystalline Ni2P nanoparticles homogeneously distributed within an amorphous carbon matrix in a weight ratio of 40/60. The redox transformation leading to the for-mation of Ni2P from not-reduced stable inorganic salts was facilitated during thermal treatment by a polymeric precursor, which, in turn, transformed into microporous carbon matrix that prevented the newly formed phos-phide particles from agglomerating and sintering. The microporous structure of the prepared composite was characterised by gas adsorption technique and modelled using density functional theory and statistical thickness methods. The t-plot revealed high micropore surface area of 333.5 m(2) g(-1) (accounting 97 % of total surface area) and the pore size distribution in the range of 10-12 angstrom. According to TEM analysis, the size range of the Ni2P inclusions varied from 5 to 200 nm. The evaluation of electrocatalytic properties of the Ni2P/C composite demonstrated its high HER activity and stability under high voltages in alkaline water electrolysis conditions. Furthermore, HER activity of the composite was substantially enhanced by grinding, which opened closed microporosity channels and increased the micropore surface area to 355.2 m(2) g(-1), thereby increasing the number of catalytically active sites in the sample. The result indicates the exceptional role of the microporous micro-structure of the composite in its catalytic performance. The findings of this study may have a significant impact on the practical implementation of efficient hydrogen production by water electrolysis.	Nickel (II) phosphide;Amorphous carbon matrix;Microporous composite;Polymeric precursor method;Hydrogen production

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links