Influence of electrode structure and measurement parameters on the electrocatalytic alkaline oxygen evolution
- The "measured" performance of alkaline oxygen evolution (OER) showed dependence on; (i) the properties and the amount of polymer binder in ink coated thin films (ink TF) electrodes, (ii) the conductive support, and (iii) the rate of oxygen gas bubble removal from the electrode. Key performance indicators (KPI) were applied to evaluate and compare results and reproducibility. Results show that; (i) PTFE is a more suitable binder to prepare ink TF, with 0.1 PTFE/catalyst mass ratio being optimum for OER performance and reproducibility, (ii) electrode layers have better adhesion, and therefore, better performance on gold support, (iii) electrolyte flow rate require optimization, depending on the catalyst activity and the cell setup, to avoid gas bubble retention on the electrode that leads to Ohmic loses and particle detachment.
- Die "gemessene" Leistung der alkalischen Sauerstoffentwicklung (OER) zeigte eine Abhängigkeit von: (i) den Eigenschaften und der Menge des Polymerbindemittels in suspensionsbeschichteten Dünnfilmelektroden (ink TFs), (ii) dem leitfähigen Trägermaterial, und (iii) der Rate der Entfernung von Sauerstoffgasblasen von der Elektrode. Zur Bewertung und zum Vergleich der Ergebnisse und der Reproduzierbarkeit wurden Schlüsselindikatoren (KPI) angewandt. Die Ergebnisse zeigen, dass (i) PTFE ein besser geeignetes Bindemittel für die Herstellung von ink TFs ist, wobei ein Massenverhältnis von 0,1 PTFE/Katalysator optimal für die OER-Leistung und Reproduzierbarkeit ist, (ii) die Elektrodenschichten eine bessere Haftung und daher eine bessere Leistung auf einem Goldträger haben, (iii) die Elektrolytflussrate je nach Katalysatoraktivität und Zellaufbau optimiert werden muss, um zu vermeiden, dass Gasblasen an der Elektrode zurückgehalten werden, was zu Ohm'schen Verlusten und Partikelablösung führt.
Author: | Praveen Vidusha NarangodaGND |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:294-74946 |
DOI: | https://doi.org/10.13154/294-7494 |
Referee: | Robert SchlöglGND, Wolfgang SchuhmannORCiDGND, Rüdiger-Albert EichelORCiDGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2023/07/10 |
Date of first Publication: | 2023/07/10 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie |
Date of final exam: | 2020/07/01 |
Creating Corporation: | Fakultät für Chemie und Biochemie |
Tag: | Cobalt; Elektrokatalyse; Nickel; Parameter (Mathematik); Sauerstoffelektrode |
Institutes/Facilities: | Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion, Mülheim an der Ruhr |
Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie, Kristallographie, Mineralogie |
faculties: | Fakultät für Chemie und Biochemie |
Licence (German): | Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht |