Steigerung der Wasseroxidation durch In‐situ‐Elektrokonversion eines Mangangallids: Ein intermetallischer Vorläuferansatz

• DOI: 10.1002/ange.201909904
• Publication Date: 2019-09-04T15:43:09Z
• Authors: Prashanth W. Menezes; Carsten Walter; Jan Niklas Hausmann; Rodrigo Beltrán‐S...; Christopher Schle...; Sebastian Praetz; Valeriy Yu. Verch...; Andrei V. Shevelkov; Matthias Driess
• Keywords: 02 engineering and technology; 0210 nano-technology

AbstractErstmals wurden, in einen intermetallischen Vorläuferansatz, durch In‐situ‐Elektrokonversion von Mangangallid (MnGa4) hochleistungsfähige und langzeitstabile MnOx‐basierte Elektrokatalysatoren für die Wasseroxidation in alkalischem Medium hergestellt. Überraschend führt seine Elektrokorrosion, unter gleichzeitigem Verlust von Ga, gleichzeitig zu drei kristallinen Typen von MnOx‐Mineralien mit verschiedenen Strukturen und induzierten Defekten: Birnessit δ‐MnO2, Feitknechtit β‐MnOOH und Hausmannit α‐Mn3O4. Das Vorkommen und die intrinsische Stabilität von aktiven MnIII/MnIV‐Zentren in den drei gebildeten MnOx‐Phasen erklärt die hervorragende Effizienz und Stabilität des Systems für die elektrokatalytische Wasseroxidation. Nach der elektrophoretischen Abscheidung des MnGa4‐Vorläufers auf elektrisch leitfähigem Nickelschaum wurde ein niedriges Überpotential von 291 mV bei der Stromdichte von 10 mA cm−2 erreicht, das praktisch den Überpotentialen von edelmetallbasierten Katalysatoren entspricht und für mehr als fünf Tage beständig ist.