Nanostructured nickel based electrocatalysts for hybrid ethanol-water anion exchange membrane electrolysis

Autor: López Fernández, Ester, Gómez Sacedón, Celia, Gil-Rostra, Jorge, Espinos, Juan Pedro, Gonzalez-Elipe, Agustin, Yubero, Francisco, Lucas Consuegra, Antonio de
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: RUIdeRA. Repositorio Institucional de la UCLM
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
ISSN: 2213-3437
DOI: 10.1016/j.jece.2022.107994
Popis: Ni and Ni-Fe nanostructured layers prepared by magnetron sputtering in an oblique angle deposition configuration (MS-OAD) have been used as anode and cathode catalysts for hybrid ethanol-water electrolysis in an anion exchange membrane (AEM) electrolyser. Physico-chemical and electrochemical characterization in a three-electrode cell has been carried out to determine the optimal characteristics of the anodic films. Current densities up to 434 mA cm-2 at 2.0 V in a 1.5 M EtOH and 2.0 M KOH fuel solution were achieved with excellent operational stability for 3 days. These experiments show that the oxygen evolution reaction taking place at the anode is completely replaced by the ethanol oxidation reaction under our explored reaction conditions. The obtained results evidence the interest of this kind of organic vs. pure water electrolysis to decrease the overall electrical energy consumption for the production of hydrogen.
Las capas nanoestructuradas de Ni y Ni-Fe preparadas por pulverización catódica con magnetrón en una configuración de deposición de ángulo oblicuo (MS-OAD) se han utilizado como catalizadores de ánodo y cátodo para la electrólisis híbrida de etanol y agua en un electrolizador de membrana de intercambio aniónico (AEM). Se ha llevado a cabo una caracterización físico-química y electroquímica en una celda de tres electrodos para determinar las características óptimas de las películas anódicas. Se lograron densidades de corriente de hasta 434 mA cm-2 a 2,0 V en una solución de combustible EtOH 1,5 M y KOH 2,0 M con una excelente estabilidad operativa durante 3 días. Estos experimentos muestran que la reacción de evolución de oxígeno que tiene lugar en el ánodo se reemplaza completamente por la reacción de oxidación de etanol en nuestras condiciones de reacción exploradas. Los resultados obtenidos evidencian el interés de este tipo de productos orgánicos vs.
Databáze: OpenAIRE
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