KCI등재
루테늄 기반 전이금속 나노입자/환원된 산화그래핀 혼성체를 이용한 알칼리 수전해 촉매 합성 = Fabrication of Ruthenium-Based Transition Metal Nanoparticles/Reduced Graphene Oxide Hybrid Electrocatalysts for Alkaline Water Splitting
Green hydrogen has attracted significant attention as one of the future energy sources because nogreenhouse gases are emitted during production and its energy density is much higher than fossil fuels.
Precious metals such as platinum (Pt) and iridium (Ir)-based catalysts are commonly used for water splittingcatalysts. However, because of high cost of these precious metals, the mass production of green hydrogen isrestricted. In this study, water splitting catalysts based on relatively inexpensive ruthenium (Ru), cobalt (Co),and iron (Fe) were synthesized. The metal nanoparticles were anchored on reduced graphene oxide (rGO) bya microwave-assisted process. The nanoparticles were uniformly distributed on the rGO supports with sizesof about 1.5 and 2 nm in Ru/rGO and RuCoFe/rGO, respectively. This promoted the reaction by furtherincreasing the specific surface area of the catalysts. In addition, it was confirmed by EDS mapping resultsthat the nanoparticles were made of RuCoFe alloy. Among the prepared catalysts, Ru/rGO was excellenttoward the hydrogen evolution reaction (HER), which required an overpotential of 50 mV to reach a currentdensity of −10 mA cm−2. In addition, RuCoFe/rGO, which contained the RuCoFe alloy, was the best for theoxygen evolution reaction (OER), and it required 362 mV at the current density of 10 mA cm−2.
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