Electrocatalytic activity of Ni-Co alloy for hydrogen evolution reaction : bachelor thesis

Elelektrokatalitička svojstva slitine Ni 57 . 3 Co 42.7 te njenih osnovnih komponenti, nikla i kobalta, za reakciju razvijanja vodika u 1.0 mol dm -3 otopini NaOH ispitivana su metodama cikličke voltametrije, linearne polarizacije i elektrokemijske impedancijske spektroskopije. Mjerenja cikličke voltametrije provedena u širokom rasponu potencijala od potencijala razvijanja vodika do potencijala razvijanja kisika daju uvid u opće elektrokemijsko ponašanje ispitivanih materijala. Kvazipotenciostatskim i impedancijskim mjerenjima određeni su osnovni kinetički parametri: gustoća struje izmjene i nagibi katodnih Tafelovih pravaca. Eksperimentalni impedancijski spektri dobiveni u području potencijala u kojem se zbiva reakcija razvijanja vodika modelirani su jednostavnim ekvivalentnim električnim krugom. Dobiveni kinetički parametri uspoređeni su za sva tri materijala. Elektrokatalitička svojstva slitine Ni 57.3 Co 42.7 pokazala su se boljima s obzirom na elektrodu od polikristaličnog kobalta, ali lošija u odnosu na čisti nikal. Reakcija razvijanja vodika odvija se Volmer-Heyrovski mehanizmom, u kojem je reakcija elektrokemijske desorpcije vodika (Heyrovski) spori stupanj.The hydrogen evolution reaction (HER) on Ni 57.3 Co 42.7 alloy and its main components, nickel and cobalt was investigated using cyclic voltammetry, pseudo- steady-state linear polarization and electrochemical impedance spectroscopy methods, in 1.0 mol dm -3 NaOH solution at 20 °C. Cyclic voltammetry measurements, performed in a wide potential range from hydrogen evolution to the oxygen evolution for each material, clearly show the potential range of formation and reduction metal oxides/hydroxides. Electrocatalytic activity of the investigated electrodes was derived from pseudo-steady-state linear polarization curves, Tafel plots and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Electrochemical impedance spectra obtained in potential range of hydrogen evolution are modeled with modified Randles electric equivalent circuit. Kinetic parameters are compared for all three electrode materials. Ni 57.3 Co 42.7 catalyst show good electrocatalytic activity compared with pure Co but worse compared with pure Ni. The main pathway for the HER at investigated electrode materials is Volmer-Heyrovski with Heyrovski as the rate determining step