Papel de la sustitución de iones de vanadio en la espinela MnCo 2 O 4 en la mejora de la actividad electrocatalítica para la generación de hidrógeno

Título	Papel de la sustitución de iones de vanadio en la espinela MnCo 2 O 4 en la mejora de la actividad electrocatalítica para la generación de hidrógeno
Autores	M. J. S. Mohamed, Y. Slimani, M. A. Gondal, M. A. Almessiere, A. Baykal, M. Hassan, A. Z. Khan, Anurag Roy
Revista	Informes científicos
Fecha	02/06/2023
DOI	10.1038/s41598-023-29081-2
Introducción	Mejorar la eficiencia de los electrocatalizadores (EC) para la producción de hidrógeno mediante la división del agua es vital para hacer frente a la inminente crisis energética. Lograr una generación sostenible de hidrógeno es esencial para la futura economía del hidrógeno. Este estudio evalúa el rendimiento electrocatalítico de microesferas (MC) de óxido de espinela de MnCo dopadas con vanadio y preparadas hidrotermalmente, MnVxCo2-xO4 (Vx-MnCo MC, donde x ≤ 0.4) en el proceso de reacción de evolución del hidrógeno (HER). Las medidas de magnetización muestran una transición de paramagnético (a altas temperaturas) a ferrimagnético (a bajas temperaturas) por debajo de la temperatura de Curie (Tc) en todas las muestras. El aumento del contenido de vanadio en los MCs mejora la magnetización. El catalizador optimizado Vx-MnCo MCs (x = 0.3) demostró un rendimiento superior a otros ECs, con una pendiente Tafel de 84 mV/dec, un bajo potencial de inicio de 78.9 mV, y un bajo sobrepotencial de 85.9 mV a una densidad de corriente de 10 mA/cm2. La significativa mejora del rendimiento HER se debe a los numerosos sitios activos, al transporte acelerado de electrones en la interfase EC/electrolito y a un notable valor de espectroscopia electrónica para análisis químico (ECSA) de aproximadamente 11,4 cm2. El electrodo Vx-MnCo MCs (x = 0,3) también mostró una excepcional estabilidad electrocatalítica tras 1000 ciclos voltamperométricos cíclicos y 36 horas de pruebas cronoamperométricas. Nuestros resultados proponen un enfoque práctico para el desarrollo de EC basados en óxidos de metales de transición con abundancia de tierras como electrodo superior para futuras aplicaciones de electrólisis del agua.
Cita	M. J. S. Mohamed, Y. Slimani y M. A. Gondal et al. Role of vanadium ions substitution on spinel MnCo2O4 towards enhanced electrocatalytic activity for hydrogen generation. Sci Rep. 2023. Vol. 13. DOI: 10.1038/s41598-023-29081-2
Elemento	Cobalto (Co) , Manganeso (Mn) , Vanadio (V)
Materiales	Óxidos
Industria	Almacenamiento de energía y baterías

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