PISCIENCEPISCIENCE

CMACMA

Pengembangan elektokatalis non-logam mulia yang efisien dan tahan lama untuk reaksi oksidasi etanol (EOR) tetap menantang karena keterbatasan yang terkait dengan kinetika yang lambat dan keracunan katalis. Dalam penelitian ini, strategi berbasis morfologi diajukan untuk mengungkap peran arsitektur granular dan padat dalam mengatur kinerja elektokatalitik katalis ternari Ni–Fe–Sn. Elektokatalis NiFeSn disintesis melalui elektrolisis potensiostatik. Penelitian ini memberikan investigasi perbandingan tentang bagaimana evolusi morfologi memengaruhi kinetika antarmuka, aktivitas katalitik, dan stabilitas operasional selama EOR. Analisis mikroskop elektron pemindaian (SEM) menunjukkan bahwa NiFeSn(A) memiliki morfologi granular padat dengan partikel quasi-sferis yang terdistribusi merata, sedangkan NiFeSn(B) menunjukkan penutupan permukaan yang jarang dan aglomerasi lokal. Evaluasi elektrokimia menunjukkan bahwa NiFeSn(A) mencapai kinerja EOR yang unggul dengan densitas arus puncak 117,61 mA cm⁻², 1,60 kali lebih tinggi dari NiFeSn(B) (73,47 mA cm⁻²), bersama dengan potensial onset yang lebih rendah (570 mV), hambatan transfer muatan yang lebih rendah (2,84 Ω setelah siklus), dan kemiringan Tafel yang lebih kecil (33,26 mV dec⁻¹). Selain itu, NiFeSn(A) menunjukkan toleransi keracunan yang meningkat dan stabilitas jangka panjang yang lebih baik selama pengukuran chronoamperometri. Kinerja unggul NiFeSn(A) disebabkan oleh morfologi granular interkoneksinya, yang mempromosikan kinetika transfer muatan, aksesibilitas situs aktif, dan penghapusan oksidatif efisien dari intermediat keracunan, menekankan rekayasa morfologi sebagai rute efektif untuk mengembangkan elektokatalis Ni berkinerja tinggi untuk EOR.

Studi ini menunjukkan bahwa kinerja elektokatalitik katalis Ni–Fe–Sn terhadap reaksi oksidasi etanol sangat bergantung pada morfologi permukaan.Arsitektur granular padat NiFeSn(A) menyediakan lingkungan elektrokimia yang lebih menguntungkan dibandingkan morfologi aglomerasi jarang NiFeSn(B), menghasilkan aktivitas katalitik yang lebih tinggi, kinetika transfer muatan yang lebih cepat, dan stabilitas yang lebih baik.Kinerja unggul NiFeSn(A) disebabkan oleh luas permukaan elektrokimia yang lebih besar, utilisasi situs aktif yang lebih tinggi, dan peningkatan ketahanan terhadap keracunan intermediat, yang secara kolektif memfasilitasi oksidasi etanol.Temuan ini menegaskan pentingnya hubungan morfologi-aktivitas dan menyoroti rekayasa morfologi sebagai strategi efektif untuk mengembangkan elektokatalis Ni berkinerja tinggi.

Penelitian lanjutan dapat fokus pada eksplorasi morfologi alternatif seperti struktur pori atau nanostruktur untuk meningkatkan luas permukaan aktif. Selain itu, studi tentang pengaruh komposisi kimia lainnya, seperti penggantian logam dengan elemen transisi yang lebih murah, bisa dilakukan untuk mengoptimalkan aktivitas katalitik. Terakhir, analisis lebih mendalam tentang stabilitas jangka panjang katalis di bawah kondisi operasional ekstrem, seperti suhu tinggi atau fluktuasi pH, dapat memberikan wawasan tentang mekanisme degradasi dan cara meningkatkan umur pakai katalis.

  1. Co-Ni-Mo as a Non-Noble Metal Electrocatalyst for Ethanol Electro-Oxidation - IOPscience. non noble metal... doi.org/10.1149/2.0041910jesCo Ni Mo as a Non Noble Metal Electrocatalyst for Ethanol Electro Oxidation IOPscience non noble metal doi 10 1149 2 0041910jes
Read online
File size967.17 KB
Pages13
DMCAReport

Related /

ads-block-test