بررسي الكتروشيميايي الكترودهاي نيكل/اكسيد روتنيوم و نيكل/اكسيدروتنيوم/پوششهاي مخلوط اكسيد فلزي در آزادسازي گاز هيدروژن در محيط قليايي

Electrochemical Evaluation of Ni/RuO2 and Ni/RuO2/Mixed- Metal Oxide Coatings Electrodes toward Hydrogen Evolution Reaction in Alkaline Medium

الكترودهاي Ni/RuO2 به روش ترسيب الكتروشيميايي از يك حمام اسيدي RuCl3 در دماي اتاق و سپس آنيلينگ در دماي 120درجه ي سانتي گراد به مدت 150 دقيقه ساخته شدند. بررسي مورفولوژي سطح، ساختاري به صورت ترك خورده براي الكترود Ni/RuO2 نشان داد. همچنين مطالعات الكتروشيميايي حاكي از برتري فعاليت الكتروكاتاليستي الكترود Ni/RuO2 در مقايسه با نيكل بدون پوشش بود. سپس پوشش هايRuO2-TiO2 با درصد مولي (80-20)، RuO2-TiO2-IrO2 با درصد مولي (20-60-20) وRuO2-TiO2-Ta2O5 با درصد مولي (20-60-20) بر روي بستر Ni/RuO2به روش سل ژل و تجزيه ي حرارتي در 450 درجه ي سانتي گراد ساخته شدند. تصاوير SEM بيشترين زبري سطح را براي الكترود RuO2-TiO2-IrO2 نشان دادند. آناليز XRD نشانگر تشكيل محلول جامد در بين RuO2 با IrO2 و Ta2O5 بود. مطالعات الكتروشيميايي شامل بررسي فعاليت و نيز بررسي ميزان پايداري، بهترين عملكرد را براي الكترود RuO2-TiO2-IrO2 نشان داند.

Ni/RuO2 electrode was fabricated by electrochemical deposition from an acidic RuCl3 solution at room temperature, then annealing at 120oC for 150 min. Morphology characterization revealed a mud-crack structure and electrochemical investigations of Ni/RuO2 and Ni bare substrate indicated more activity of Ni/RuO2 toward hydrogen evolution reaction. Afterward, RuO2-TiO2 (20-80), RuO2-TiO2-IrO2 (20-60-20) and RuO2-TiO2-Ta2O5 (20-60-20) mol. % were constructed by sol gel and thermal decomposition at 450oC on previously prepared Ni/RuO2 substrates. SEM micrographs showed the most roughness for RuO2-TiO2-IrO2 coating. XRD analysis revealed the formation of solid solution structures between RuO2 by IrO2 and Ta2O5. Electrochemical studies, including activity and stability studies also revealed the excellent performance for RuO2-TiO2-IrO2 due to its more surface roughness and also stabilizing effect of IrO2 and RuO2 on each other.