アルカリ海水電解におけるOERの効果的な電気触媒としてのナノエンジニアリング、PDドープCO@Cナノ粒子

水電解は、将来の燃料として緑色の水素の主要な供給源の1つと考えられています。ただし、淡水資源が限られているため、水素生産のための海水電解に関心が向上しています。海水電気分解のボトルネックとしての酸素進化反応（OER）のための地球と豊富な元素からの効果的かつ選択的な電気触媒の開発は非常に望ましい。この研究では、グラファイトカーボンシェル電極（PDドープCONPS@Cシェル）にカプセル化された新規PDドープCOナノ粒子を、アルカリ海水酸化に向けた非常に活性なOER電極として導入され、最先端の触媒、RUO2を上回ります。重要なことに、PDドープCONPS@Cシェル電極は、それぞれ10、50、および100 mA/cm2で≈213、≈372、および≈429mVの低OER過剰を示し、≈120mV/decの小さなタフェル勾配とともにそれぞれ≈100mV/cm2とともにアルカリ海水媒体の純粋なCo@CおよびPD@C電極。前述の電流密度での高い触媒活性は、まともな選択性を明らかにし、したがって、塩化物反応（CER）の進化、つまり〜490 mV、OERに競争力があるようになります。結果は、グラファイトカーボンシェル（PDドープConps@C電極）にカプセル化されたPDドープCOナノ粒子が、海水電気分解の非常に有望な候補である可能性があることを示しています。

Water electrolysis is considered one of the major sources of green hydrogen as the fuel of the future. However, due to limited freshwater resources, more interest has been geared toward seawater electrolysis for hydrogen production. The development of effective and selective electrocatalysts from earth-abundant elements for oxygen evolution reaction (OER) as the bottleneck for seawater electrolysis is highly desirable. This work introduces novel Pd-doped Co nanoparticles encapsulated in graphite carbon shell electrode (Pd-doped CoNPs@C shell) as a highly active OER electrocatalyst towards alkaline seawater oxidation, which outperforms the state-of-the-art catalyst, RuO2. Significantly, Pd-doped CoNPs@C shell electrode exhibiting low OER overpotential of ≈213, ≈372, and ≈ 429 mV at 10, 50, and 100 mA/cm2, respectively together with a small Tafel slope of ≈ 120 mV/dec than pure Co@C and Pd@C electrode in alkaline seawater media. The high catalytic activity at the aforementioned current density reveals decent selectivity, thus obviating the evolution of chloride reaction (CER), i.e., ∼490 mV, as competitive to the OER. Results indicated that Pd-doped Co nanoparticles encapsulated in graphite carbon shell (Pd-doped CoNPs@C electrode) could be a very promising candidate for seawater electrolysis.