Hydrogen Evolution on Mechanically Synthesized Particles of Tungsten- and Iron-Based Carbides: WC, Fe3C, Fe3W3C, Fe6W6C

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The electrocatalytic activity of a number of mechanically activated/mechanically alloyed carbide phases of iron and tungsten and Fe3W3C and Fe6W6C bimetallic carbides in the evolution of hydrogen has been studied. Electrocatalysts have been prepared by compacting carbide particles with polyaniline as a conducting polymer. The highest activity is exhibited by Fe3C and WC nanocrystalline particles. Metallic phases in the composition of the particles slow down the rate of hydrogen evolution. Subsequent annealing of these particles transforms metallic phases to bimetallic carbides and accelerates the hydrogen evolution. The activity of the phases of Fe3W3C and Fe6W6C bimetallic carbides in the hydrogen evolution is fairly high, but they are inferior to the Fe3C and WC nanocrystalline particles.

About the authors

N. V. Lyalina

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: nvlyalina@udman.ru
426067, Izhevsk, Russia

A. V. Syugaev

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: mrere@mail.ru
426067, Izhevsk, Russia

M. A. Eryomina

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: mrere@mail.ru
426067, Izhevsk, Russia

S. F. Lomayeva

Udmurt Federal Research Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mrere@mail.ru
426067, Izhevsk, Russia

References

  1. Safizadeh F., Ghali E., Houlach G. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 256 https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.10.109
  2. Du Y., Zang M., Wang Z. et al. // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. P. 8602. https://doi.org/10.1039/C9TA00557A
  3. Zhou M., Sun Q., Shen Y. et al. // Electochimica Acta. 2019. V. 306. P. 651. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.03.160
  4. Bentley C.L., Andronescu C., Smialkowski M. et al. // Angewandte Chemie Int. Ed. 2018. V. 57. P. 4093. https://doi.org/10.1002/anie.201712679
  5. Seo B., Jung G.Y., Kim J.H. et al. // Nanoscale. 2018. V. 10. P. 3839. https://doi.org/10.1039/C7NR08161H
  6. Nguyen Q.T., Nguyen P.D., Nguyen D.N. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. P. 8659. https://doi.org/10.1021/acsami.7b18675
  7. De Silva U., Masud J., Zhang N. et al. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6. P. 7608. https://doi.org/10.1039/C8TA01760C
  8. Tang S., Zhang Z., Xiang J. et al. // Front. Chem. 2022. V. 10. P. 1073175. https://doi.org/10.3389/fchem.2022.1073175
  9. Chen Y.-Y., Zhang Y., Jiang W.-J. et al. // ACS Nano. 2016. V. 10. P. 8851. https://doi.org/10.1021/acsnano.6b04725
  10. Yang C.C., Zai S.F., Zhou Y.T. et al. // Adv. Funct. Mater. 2019. V. 29. P. 1901949. https://doi.org/10.1002/adfm.201901949
  11. Tang Y., Lan K., Li F., Jiang P. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. P. 9328. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.02.115
  12. Liu Y.-R., Hu W.-H., Li X. et al. // Appl. Surf. Sci. 2016. V. 384. P. 51. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.05.007
  13. Dong T., Zhang X., Cao Y. et al. // Inorg. Chem. Front. 2019. V. 6. P. 1073. https://doi.org/10.1039/C8QI01335G
  14. Wang X.-L., Tang Y.-J., Huang W. et al. // ChemSusChem. 2017. V. 10. P. 2402. https://doi.org/10.1002/cssc.201700276
  15. Su J., Zhou J., Wang L. et al. // Sci. Bull. 2017. V. 62. P. 633. https://doi.org/10.1016/j.scib.2016.12.011
  16. Ma Y., Guan G., Hao X. et al. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2017. V. 75. P. 1101. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.092
  17. Ko Y.-J., Cho J.-M., Kim I. et al. // Appl. Catal. B. Environmental. 2017. V. 203. P. 684. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.10.085
  18. Ma Y.-Y., Lang Z.-L., Yan L.-K. et al. // Energy Environ. Sci. 2018. V. 11. P. 2114. https://doi.org/10.1039/C8EE01129J
  19. Song C., Wu S., Shen X. et al. // J. Colloid Interf. Sci. 2018. V. 524. P. 93. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.04.026
  20. Li S., Ren P., Yang C. et al. // Sci. Bull. 2018. V. 63. P. 1358. https://doi.org/10.1016/j.scib.2018.09.016
  21. Болдырев В.В. // Успехи химии. 2006. Т. 73. № 3. С. 203. (Boldyrev V.V. // Russian Chemical Reviews. 2006. V. 75. № 3. P. 177). https://doi.org/10.1070/rc2006v075n03abeh001205
  22. Syugaev A.V., Lyalina N.V., Lomayeva S.F. et al. // J. Solid State Electrochem. 2015. V. 19. P. 2933. https://doi.org/10.1007/s10008-015-2903-y
  23. Syugaev A.V., Lyalina N.V., Lomayeva S.F. et al. // J. Solid State Electrochem. 2016. V. 20. P. 775. https://doi.org/10.1007/s10008-015-3108-0
  24. Wu Z., Fang B., Bonakdarpoun A. et al. // Appl. Catal. B: Environ. 2012. V. 125. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2012.05.013
  25. Ambrosi A., Chia X., Sofer Z. et al. // Electrochem. Commun. 2015. V. 54. P. 36. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2015.02.017
  26. Сюгаев А.В., Лялина Н.В., Ломаева С.Ф. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2012. Т. 48. С. 429 (Syuagev A.V., Lyalina N.V., Lomayeva S.F. et al. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2012. V. 48. P. 515). https://doi.org/10.1134/S2070205112050127
  27. Сюгаев А.В., Ломаева С.Ф., Решетников С.М. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2010. Т. 46. С. 74 (Syuagev A.V., Lomayeva S.F., Reshetnikov S.M. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2010. V. 46. P. 82). https://doi.org/10.1134/S2070205110010120
  28. Shelekhov E.V., Sviridova T.A. // Met. Sci. Heat Treat. 2000. V. 42. P. 309. https://doi.org/10.1007/BF02471306
  29. https://www.ill.eu/sites/fullprof/
  30. Ломаева С.Ф. // ФММ. 2007. Т. 104. С. 403 (Lomayeva S.F. // Phys. Met. Metallogr. 2007. V. 104. P. 388). https://doi.org/10.1134/S0031918X07100092

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (166KB)
3.

Download (358KB)
4.

Download (143KB)
5.

Download (133KB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (321KB)
8.

Download (88KB)

Copyright (c) 2023 Н.В. Лялина, А.В. Сюгаев, М.А. Еремина, С.Ф. Ломаева

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».