Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jul 2022)
Water oxidation electrocatalyst: A new application area for Ruthner powder waste material
Abstract
Ruthner powder is a by-product of the steel hot-rolling process. This study introduces a new application area for this waste material by investigating its activity for the oxygen evolution reaction. Ruthner powder with the α-Fe2O3 phase structure was deposited on the carbon paper substrates using the electrophoretic deposition (EPD) process to fabricate the electrodes. The effect of the concentration of cetrimonium bromide ([CTAB]) and the Ruthner powder ([RP]) in the EPD cell on the morphology and activity of the electrodes were investigated by SEM, LSV, and EIS techniques. The results revealed the formation of a homogenous layer on the carbon paper when [CTAB] and [RP] were respectively 0.4 g.l−1 and 0.2 g.l−1. The obtained electrode showed the best activity among all fabricated electrodes. In particular, its onset overpotential and overpotential at a current density of 10 mA.cm−2 were respectively 85% and 25% lower than those of bare carbon electrodes. Resumen: El material en polvo «ruthner» es un subproducto del proceso de laminación en caliente del acero. El presente estudio introduce una nueva área de aplicación para este subproducto residual, al investigar su actividad en la reacción de evolución de oxígeno. Se depositó polvo ruthner con estructura cristalina α-Fe2O3 sobre sustratos de carbon paper utilizando el proceso de deposición electroforética (EPD) para la fabricación de electrodos. Se investigó el efecto de la concentración de bromuro de cetrimonio (CTAB) y el polvo ruthner (RP) en la celda de EPD sobre la morfología y la actividad de los electrodos, mediante técnicas SEM, LSV y EIS. Los resultados mostraron la formación de una capa homogénea sobre el carbon paper cuando (CTAB) y (RP) fueron respectivamente 0,4 g/L-1 y 0,2 g/L-1. El electrodo obtenido con dicha composición mostró la actividad más destacada entre todos los electrodos fabricados. En particular, su sobrepotencial y su sobrepotencial inicial, estudiados a una densidad de corriente de 10 mA/cm-2 fueron 85 y 25%, respectivamente, valores mucho más bajos que los del electrodo de carbón referencia.
