探索自支撑激光诱导石墨烯-氧化钴电极在碱性电解中的潜力

《ChemPhysChem》：Exploring the Potential of Self-Supported Laser-Induced Graphene-Cobalt Oxide Electrodes for Alkaline Electrolysis

激光诱导石墨烯自支撑电极通过双光刻工艺直接制备，表面修饰钴氧化物纳米结构，在碱性介质中氧析出反应表现出388.0 mV过电位和65.8 mV/dec塔菲尔斜率，同步辐射XPS证实Co2+稳定和梯度氧化态分布，为绿色能源材料 scalable 生产提供新方法。

　　

摘要

本文报道了一种简单、快速且成本效益高的制备自支撑电极的方法，该方法基于激光诱导石墨烯（LIG），并在其表面沉积氧化钴（LIG-CoO），用于碱性介质中的氧演化反应（OER）。该工艺直接在商用Kapton胶带上进行双脉冲消融处理，无需使用粘合剂、金属集流体或后续的热处理/化学处理。拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射分析证实了形成了具有CoO纳米结构的石墨化多孔LIG网络。在最佳钴前驱体浓度下，电化学测试结果显示：在电流密度为10.0 mA cm?2时，OER过电位达到388.0 mV，Tafel斜率为65.8 mV dec?1。电化学阻抗谱分析表明，随着CoO含量的增加，电荷转移效率提高，电化学表面积也随之增大。值得注意的是，同步辐射XPS分析揭示了电极深度方向的成分梯度和氧化态变化，证实了Co2?的稳定存在以及表面氧的氧化。所提出的制备工艺具有大规模生产集成电催化材料的巨大潜力，有助于满足日益增长的绿色能源需求。

图形摘要

本研究报道了一种通过激光消融快速（约30分钟）制备激光诱导石墨烯电极的方法，并在电极表面原位沉积氧化钴。对这些电极进行了全面表征，以阐明其电催化性能并确定其在氧演化反应应用中的关键参数。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。