MARC

 008260126s2024        us                              c    eng  d
■001000017358708
■00520260202104740
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798290651699
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32149698
■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordnv516jy6979
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a540
■1001  ▼aBaek,  Jihyun.
■24510▼aEngineering  Metal  Oxide-Based  Anode  Catalysts  For  Water  Electrolysis
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a188  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Zheng,  Xiaolin.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2024.
■520    ▼aWater  electrolysis  stands  as  a  cornerstone  technology  for  the  sustainable  production  of  green  hydrogen,  a  pivotal  energy  carrier  in  the  global  shift  towards  a  low-carbon  economy.  The  efficiency  and  economic  viability  of  water  electrolysis  are  heavily  influenced  by  the  oxygen  evolution  reaction  (OER),  a  process  marked  by  slow  kinetics  and  substantial  overpotential,  which  impedes  overall  system  efficiency.  To  address  these  challenges,  this  thesis  adopts  a  multidirectional  approach  to  engineer  innovative  metal  oxide-based  anode  catalysts  that  can  effectively  catalyze  OER  with  reduced  energy  demands  and  improved  durability.  The  research  begins  by  addressing  the  limitations  of  traditional  noble  metal  anodes,  such  as  iridium  and  ruthenium,  which,  despite  their  high  catalytic  activities,  are  hindered  by  issues  of  cost,  scarcity,  and  durability  under  operational  conditions.  This  thesis  explores  the  synthesis  and  application  of  high-entropy  oxides  (HEOs)  as  alternative  anode  materials.  These  oxides  benefit  from  a  diverse  and  tunable  composition  that  can  be  precisely  engineered  to  optimize  interaction  with  OER  intermediates,  thereby  enhancing  catalytic  activity  and  stability.  The  unique  properties  of  HEOs,  particularly  their  configurational  entropy,  are  studied,  both  theoretically  and  experimentally,  to  understand  their  influence  on  catalytic  performance,  potentially  leading  to  significant  advancements  in  electrolysis  efficiency.  Furthermore,  the  research  extends  to  exploring  alternative  anodic  reactions  that  yield  valuable  chemical  products  such  as  hydrogen  peroxide  (H2O2)  instead  of  oxygen,  offering  a  greener  and  more  manageable  approach  with  reduced  operational  risks.  The  production  of  H2O2involves  a  two-electron  transfer  process,  which,  although  requiring  higher  potentials  than  the  OER,  opens  avenues  for  the  selective  catalysis  using  perovskite  oxides.  These  materials  are  screened  theoretically  by  introducing  three  different  stability  criteria  and,  particularly,  LaAlO3is  investigated  for  its  activity,  selectivity,  and  stability  among  the  library  of  2000  perovskite  oxides.  Lastly,  the  integration  of  solar  energy  into  the  electrolysis  process  through  photoelectrochemical  water  splitting  is  examined.  This  part  of  the  study  focuses  on  the  development  of  a  BiVO4photoanode,  where  doping  and  junction  engineering  strategies  are  employed  to  improve  its  light  absorption  efficiency  and  charge  separation  efficiency  in  the  bulk  and  at  the  surface  of  the  catalyst,  further  enhancing  the  overall  water  splitting  performance.  This  comprehensive  research  provides  a  detailed  examination  of  the  challenges  associated  with  OER  at  the  anode  in  water  electrolysis.  It  features  significant  advancements  in  anode  material  research,  focusing  on  the  synthesis,  characterization,  and  performance  evaluation  of  novel  catalytic  materials.  By  addressing  critical  technological  challenges  and  leveraging  advanced  material  engineering  strategies,  this  work  aims  to  pave  the  way  for  next-generation  anode  materials  that  could  substantially  enhance  the  efficiency  and  scalability  of  water  electrolysis  systems.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aCrystal  structure
■650  4▼aElectrolytes
■650  4▼aElectrons
■650  4▼aOxidation
■650  4▼aGlass  substrates
■650  4▼aNanoparticles
■650  4▼aWater
■650  4▼aHeat
■650  4▼aMetal  oxides
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aVoltammetry
■650  4▼aHydrogen  peroxide
■650  4▼aEntropy
■650  4▼aAtoms  &  subatomic  particles
■690    ▼a0791
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-01B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358708▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books