Publication detail

Atomic layer deposited Ir nanostructures on titania nanotube layers for efficient alkaline hydrogen evolution reaction

Year: 2025

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Electrochimica Acta

Publisher name: Elsevier Science

Place: Oxford

Page from-to: 146607

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Atomární vrstva nanostruktur Ir na vrstvách nanotrubic z oxidu titaničitého pro efektivní reakci alkalického vývoje vodíku	V této práci prezentujeme depozici a použití elektrokatalyzátorů na bázi iridia (Ir) metodou atomární vrstvy depozice (ALD) na vrstvách nanotrubic TiO2 (TNT) pro reakci vývoje vodíku (HER) v alkalickém prostředí. Demonstrujeme přesnou kontrolu depozice Ir ALD změnou počtu cyklů ALD od 25 do 300, čímž získáme jednotlivé atomy (SA), klastry a nanočástice (NP). TNT dekorované Ir pomocí 200 cyklů ALD vykazovaly vynikající výkon HER s nízkou hodnotou přepětí 34 mV, minimální odpor přenosu náboje 0,2 Ω a nízkým Tafelovým sklonem 37 mV dec 1. Dlouhodobé testy stability odhalily postupnou degradaci aktivity v důsledku částečné oxidace Ir. Je pozoruhodné, že zatímco 200cyklový povlak vykazoval nejnižší přepětí, 150cyklový povlak vykazoval nejvyšší turnover frekvenci (TOF) 1,08 s-1, což naznačuje optimální využití dostupných aktivních míst pro zlepšení výkonu HER. To vyplývá z rovnováhy mezi obsahem Ir a dostupnými aktivními místy, spíše než ze samotné elektrochemicky aktivní povrchovéplochy (ECSA) nebo hodnoty přepětí. Tato práce poskytuje vhled do komplexního vztahu mezi nanostrukturou Ir, oxidačními stavy a katalytickou účinností a přispívá k vývoji účinnějších katalyzátorů HER.	Depozice atomárních vrstev; Iridium; Nanostruktury; Nanotrubice TiO2; Reakce vývoje alkalického vodíku
eng	Atomic layer deposited Ir nanostructures on titania nanotube layers for efficient alkaline hydrogen evolution reaction	Herein, we present the deposition and use of Iridium (Ir) electrocatalysts by Atomic Layer Deposition (ALD) on TiO2 nanotube layers (TNTs) towards Hydrogen Evolution Reaction (HER) in alkaline media. We demonstrate a precise control over Ir ALD deposition by varying the number of ALD cycles from 25 to 300, obtaining singleatoms (SAs), clusters and nanoparticles (NPs). TNTs decorated with Ir using 200 ALD cycles exhibited superior HER performance with a low overpotential value of 34 mV, minimal charge transfer resistance of 0.2 Omega and a low Tafel slope of 37 mV dec-1. Long-term stability tests revealed gradual activity degradation due to a partial oxidation of Ir. Notably, while the 200 cycles coating showed the lowest overpotential, the 150 cycles coating demonstrated the highest turnover frequency (TOF) of 1.08 s-1, indicating that optimal use of the available active sites for improved HER performance. This results from the balance between the Ir content and the available active sites, rather than solely relying on electrochemically active surface area (ECSA) or overpotential values. This work provides insights into the complex relationship between Ir nanostructure, oxidation states and catalytic efficiency, contributing to the development of more effective HER catalysts.	Atomic layer deposition; Iridium; Nanostructures; TiO2 nanotube; Alkaline hydrogen evolution reaction

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links