1段階および2段階のPT-IR電極によるORRおよびOER用の二機能性Tiベースのガス拡散電極の開発

本論文は、多機能酸素電極を得るために、多孔質Ti基質に電気化学的PTおよびIR沈着に対する1つの段階および2段階のアプローチを提示します。繊維ベースのTi-Substrateをシュウ酸による表面処理は、電極表面からTiO2を部分的に剥ぎ取り、地形を粗くするための血漿処理の代替品を提供します。前処理されたTi-Substrateに直接実行された電気化学触媒沈着は、触媒支持構造の不必要な調製と処理を迂回します。直接パルスした電極堆積（PED）が続く単一のPT定数沈着（CPD）が、ナノサイズのno凝集体を作成しました。その後、IRはPEDを介してPTサブ構造に堆積し、連続して堆積したPTIR触媒層を取得しました。PTIRの共堆積には、PEDを適用してバイナリPTIRアロイ電解質を使用しました。顕微鏡的には、均質に分布した補足され、連続したPTIR堆積のためにナノサイズのIR凝集体によって補足された、面積微小微小およびナノスケールのPTサブ構造が観察されました。対照的に、PTIRの共堆積は、球形のナノサイズのPTIR凝集体につながりました。電気化学的ORRおよびOER活性は、PTが堆積した基質の水素脱離ピークの増加と、PTIR堆積基板の水素脱離ピークの拡大と平坦化を示しました。調製した電極の陽極速度パラメーターは、磨かれたIRディスクの陽極パラメーターよりも高いことがわかりました。

The present paper presents one- and two-step approaches for electrochemical Pt and Ir deposition on a porous Ti-substrate to obtain a bifunctional oxygen electrode. Surface pre-treatment of the fiber-based Ti-substrate with oxalic acid provides an alternative to plasma treatment for partially stripping TiO2 from the electrode surface and roughening the topography. Electrochemical catalyst deposition performed directly onto the pretreated Ti-substrates bypasses unnecessary preparation and processing of catalyst support structures. A single Pt constant potential deposition (CPD), directly followed by pulsed electrodeposition (PED), created nanosized noble agglomerates. Subsequently, Ir was deposited via PED onto the Pt sub-structure to obtain a successively deposited PtIr catalyst layer. For the co-deposition of PtIr, a binary PtIr-alloy electrolyte was used applying PED. Micrographically, areal micro- and nano-scaled Pt sub-structure were observed, supplemented by homogenously distributed, nanosized Ir agglomerates for the successive PtIr deposition. In contrast, the PtIr co-deposition led to spherical, nanosized PtIr agglomerates. The electrochemical ORR and OER activity showed increased hydrogen desorption peaks for the Pt-deposited substrate, as well as broadening and flattening of the hydrogen desorption peaks for PtIr deposited substrates. The anodic kinetic parameters for the prepared electrodes were found to be higher than those of a polished Ir-disc.