BIFUNCTIONAL ELECTROCATALYST COFeNi-MF/NF WITH HIGH ELECTROCHEMICALLY ACTIVE SURFACE: SYNTHESIS, MORPHOLOGICAL ANALYSIS AND ECSA ASSESSMENT.

doi:10.56292/SJFSU/vol31_iss4/a%p

Авторы

Materialshunoslik instituti

https://orcid.org/0009-0002-0015-1848
O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Materialshunoslik institute

https://orcid.org/0000-0003-1805-9089
O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Materialshunoslik instituti

https://orcid.org/0000-0002-9694-4430
Toshkent shahridagi Turin politexnika universiteti

https://orcid.org/0000-0002-9186-9080

DOI:

https://doi.org/10.56292/SJFSU/vol31_iss4/a%25p

Ключевые слова:

CoFeNi-MF/NF, бифункциональный электрокатализатор, гидротермальный синтез, ECSA, Cdl, HER, OER, SEM, наноструктура, магнитная жидкость.

Аннотация

В данной работе изучены морфологические, структурные и электрохимические свойства нанокомпозита CoFeNi-MF/NF, синтезированного гидротермальным методом и модифицированного магнитной жидкостью. В качестве электродного субстрата была выбрана никелевая пена, на поверхности которой был сформирован нанокомпозит, состоящий из солей металлов Co, Fe и Ni. С помощью СЭМ-изображений установлено, что на поверхности синтезированного материала образуется многослойная пористая структура в виде листовидных и игольчатых частиц. ЭДС-анализ подтвердил равномерное распределение Co, Fe, Ni и O на поверхности субстрата. Электрохимическую активность оценивали в 1 М КОН щелочной среде. С помощью метода циклической вольтамперометрии были определены значения двухслойной электрической емкости, которые составили 58.2 и 32.84 mF·cm−2 для реакции выделение водорода и кислорода, соответственно. Высокие показатели электрохимически активной площади поверхности указывают на перспективность данного нанокомпозита в качестве бифункционального катализатора с высокой электрохимической активностью в реакциях выделения водорода и кислорода. Эти результаты подтверждают, что усовершенствование наноструктурированных материалов на основе CoFeNi путем жидкостной магнитной модификации может стать важной основой для разработки эффективных электрокатализаторов нового поколения в водородной энергетике.

Биографии авторов

, Materialshunoslik instituti

O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Materialshunoslik institute, Tayanch doktorant.

Energetika vazirligi huzuridagi Qayta tiklanuvchi energiya manbalari milliy tadqiqot institute, kichik ilmiy xodim
, O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Materialshunoslik institute

O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Materialshunoslik institute, fizika fanlari falsafa doktori PhD, Katta ilmiy xodim
, O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Materialshunoslik instituti

O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Materialshunoslik instituti, fizika matematika fanlari doktori, Katta ilmiy xodim
, Toshkent shahridagi Turin politexnika universiteti

Toshkent shahridagi Turin politexnika universiteti, kimyo fanlari doktori, professor

Библиографические ссылки

Yaseen, W., Ullah, N., Xie, M., Yusuf, B. A., Xu, Y., Tong, C., & Xie, J. (2021). Ni-Fe-Co based mixed metal/metal-oxides nanoparticles encapsulated in ultrathin carbon nanosheets: A bifunctional electrocatalyst for overall water splitting. Surfaces and Interfaces, 26, 101361. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.101361

Yuan, Y., Jiang, Z., Li, M., & Peng, K. (2023). Magnetic field enhancing the electrocatalytic oxygen evolution reaction of FEMN-Based spinel oxides. ACS Applied Energy Materials, 6(15), 7865–7876. https://doi.org/10.1021/acsaem.3c00762

Xiao, Z., Tang, X., Gao, F., Xue, J., & Wang, X. (2025). Exploring NI-Based Alkaline OER Catalysts: A comprehensive review of structures, performance, and in situ characterization methods. DeCarbon, 100097. https://doi.org/10.1016/j.decarb.2024.100097

Georgijević, J., Zdolšek, N., Vasić, M., Milikić, J., Vraneš, M., Jugović, D., Santos, D. M. F., & Šljukić, B. (2025). Bifunctional Electrocatalysts for Alkaline Water Electrolysis Derived from Metal-Containing Ionic Liquids. Processes, 13(3), 623. https://doi.org/10.3390/pr13030623

Yang, L., Yang, T., Chen, Y., Zheng, Y., Wang, E., Du, Z., Chou, K., & Hou, X. (2022). FENI LDH/V2CTX/NF as Self-Supported bifunctional electrocatalyst for highly effective overall water splitting. Nanomaterials, 12(15), 2640. https://doi.org/10.3390/nano12152640

Zhu, R., Yu, X., Li, W., Li, M., Bo, X., & Gan, G. (2023). Cobalt nanoparticles-embedded porous carbon nanocages uniformly dispersed hollow carbon fibers as the accelerated electrocatalysts toward water splitting. Journal of Alloys and Compounds, 947, 169488. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.169488

Wu, X., Wang, D., Ren, Y., Zhang, H., Yin, S., Yan, M., Li, Y., & Wei, S. (2025). CEO2-Modified NI2P/FE2P as efficient bifunctional electrocatalyst for water splitting. Materials, 18(10), 2221. https://doi.org/10.3390/ma18102221

Belgami, M. A., Patra, A., Jeong, S. M., & Rout, C. S. (2024). Exploring the synergy of magnetism and electrocatalysis: a comprehensive review on mechanisms, recent developments and future perspectives. Journal of Materials Chemistry A, 12(36), 24005–24040. https://doi.org/10.1039/d4ta02468k

Xiao, Z., Tang, X., Gao, F., Xue, J., & Wang, X. (2025b). Exploring NI-Based Alkaline OER Catalysts: A comprehensive review of structures, performance, and in situ characterization methods. DeCarbon, 100097. https://doi.org/10.1016/j.decarb.2024.100097

Liu, Q., Ranocchiari, M., & Van Bokhoven, J. A. (2021). Catalyst overcoating engineering towards high-performance electrocatalysis. Chemical Society Reviews, 51(1), 188–236. https://doi.org/10.1039/d1cs00270h

Wang, Y., Jia, Q., Gao, G., Zhang, Y., Zhang, L., Lu, S., & Fang, L. (2024). Theoretical Advances in MBEnes for Hydrogen Evolution Electrocatalysis. Energies, 17(21), 5492. https://doi.org/10.3390/en17215492

Lei, Y. C., Zhou, J., Zhou, W., Wang, Y., Zhang, M., Zhang, A., & Wang, L. (2024). Advanced Development of Anion Exchange Membrane Electrolyzer for Hydrogen Production: from anion exchange membrane to membrane electrodes assembly. Chemical Communications, 60(79), 11000–11016. https://doi.org/10.1039/d4cc03043e

Wu, X., Wang, D., Ren, Y., Zhang, H., Yin, S., Yan, M., Li, Y., & Wei, S. (2025b). CEO2-Modified NI2P/FE2P as efficient bifunctional electrocatalyst for water splitting. Materials, 18(10), 2221. https://doi.org/10.3390/ma18102221

Muhammad Nazim Lakhan, Abdul Hanan, Altaf Hussain, Irfan Ali Soomro,Yuan Wang, Mukhtiar Ahmed,g Umair Aftab, Hongyu Sun and Hamidreza Arandiyan. Transition metal-based electrocatalysts for alkaline overall water splitting: advancements, challenges, and perspectives. Chemical Communications. 2024,60, 5104-5135. https://doi.org/10.1039/D3CC06015B

Hoppe, A.C.; Minke, C. Reducing Environmental Impacts of Water Electrolysis Systems by Reuse and Recycling: Life Cycle Assessment of a 5 MW Alkaline Water Electrolysis Plant. Energies 2025, 18, 796. https:// doi.org/10.3390/en18040796

Lai F, Shang H, Jiao Y, Chen X, Zhang T, Liu X. Recent progress and perspective on electrocatalysis in neutral media: mechanisms, materials, and advanced characterizations. Interdiscip Mater. 2024; 3: 492-529. https://doi:10.1002/idm2.12172

Humayun Irshad, Misbah Zia, Rashid Al-Hajri, Zafar A.K. Khattak, Mohammed Al-Abri, Nazir Ahmad, Hussein A. Younus, Electrocatalysts for hydrogen and oxygen evolution reactions under neutral/near-neutral conditions: Summary and challenges, International Journal of Hydrogen Energy, 2025,ISSN 0360-3199, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.02.246.

Tran, D.T., Tran, P.K.L., Malhotra, D. et al. Current status of developed electrocatalysts for water splitting technologies: from experimental to industrial perspective. Nano Convergence 12, 9 (2025). https://doi.org/10.1186/s40580-024-00468-9