بررسی اثر آنیون نمک نیکل و الکترولیت بر روی فعالیت الکتروکاتالیزوری لایه نازک هیدروکسید نیکل در الکترواکسایش آب

در این تحقیق، یک روش لایه نشانی الکتروشیمیایی بسیار ساده، آسان و سریع برای ایجاد فیلم نازک هیدروکسید نیکلni(oh)2 نشان داده شده است. این لایه نازک نیکل هیدروکسید، قادر است به عنوان کاتالیزور واکنش الکترو‌اکسایش آب مورد استفاده قرار میگیرد. ولتامتری چرخه‌ای و الکترولیز به روش کرونوآمپرومتری با فیلم ni (oh)2 در محلول آبی (0/10 ph) جریان کاتالیزوری خوبی را نشان می‌دهد. فیلم هیدروکسید نیکل با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (xps)، پراش پرتو x (xrd) و روش‌های ولتامتری مشخصه‌یابی شد. نتایج نشان داد که فیلم هیدروکسید نیکل یک کاتالیزور ناهمگن مناسب برای اکسایش آب است که در مدت زمان طولانی بدون از دست‌دادن بازده عملکرد خوبی دارد. اثر پارامترهای مختلف الکتروسنتز هیدروکسید نیکل، مانند نوع نمک نیکل، الکترولیت پشتیبان، ph و زمان لایه نشانی الکتروشیمیایی هیدروکسید نیکل بر روی بازده اکسایش آب بررسی شد. این فیلم کاتالیزوری در الکترولیت پشتیبان بورات با جریان شروع به ترتیب در حدود 1 میلی‌آمپر بر سانتیمتر مربع و 10 میلی آمپر بر سانتیمترمربع در10/0 ph به ترتیب دارای اضافه پتانسیل 60 میلی‌ولت و 540 میلی‌ولت است. عملکرد کاتالیزوری مواد توسط الکترولیز طولانی مدت در پتانسیل ثابت 1/1 ولت در مقابل الکترود کالومل اشباع (sce) با چگالی جریان پایدار 4/5 میلی‌آمپر بر سانتیمتر مربع برای 10/0 ph (حداقل برای 5 ساعت) و راندمان فارادیک تقریبا 97٪ به دست آمده است.

The effect of nickel salt source and anion of electrolyte on electro-driven water oxidation activity using nickel hydroxide thin film

In this approach, we demonstrate a very simple, easy and fast electrodeposition method to form nickel hydroxide (Ni(OH)2) thin film which is able to catalyze the water electrooxidation reaction. Cyclic voltammetry and bulk electrolysis with Ni(OH)2 film in aqueous solution (pH 10.0) exhibited good catalytic current. The nickel oxide film was characterized by scanning electron microscopy (SEM), Xray photoelectron spectroscopy (XPS), Xray diffraction (XRD) and voltammetric methods. The results shows that Ni(OH)2 film is a robust heterogeneous water oxidation catalyst which has been used in long time without missing efficiency. The effect of several parameters in electrosynthesize of nickel hydroxide such as the kind of nickel salts, supporting electrolyte, pH and electrodeposition time of nickel hydroxide were investigated on water oxidation efficiency. The film exhibits an overpotentials of 60 mV and 540 mV at the onset of catalytic current in borate supporting electrolyte at around 1 mA cm2 and 10 mA cm2 in pH 10.0, respectively. The catalytic performance of the material is demonstrated by longterm electrolysis at 1.1 V versus saturated calomel electrode (SCE) with a stable current density ~ 4.5 mA for pH 10.0 (for at least 5 h), and a Faradaic efficiency of almost 97% is obtained.