Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі
The total reorganization energy of the system and its components, the solvent reorganization energy and the transformation energy of reactants (water clusters [(H2O)nOH]-), during electrocatalytic hydrogen evolution on binary alloys of molybdenum with iron subgroup metals (Fe, Co, Ni) in an alkaline...
Saved in:
| Date: | 2024 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/706 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543953871962112 |
|---|---|
| author | Nikitenko, V. N. Babenkov, E. A. Bersirova, O. L. Kublanovsky, V. S. |
| author_facet | Nikitenko, V. N. Babenkov, E. A. Bersirova, O. L. Kublanovsky, V. S. |
| author_sort | Nikitenko, V. N. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-06-19T09:48:59Z |
| description | The total reorganization energy of the system and its components, the solvent reorganization energy and the transformation energy of reactants (water clusters [(H2O)nOH]-), during electrocatalytic hydrogen evolution on binary alloys of molybdenum with iron subgroup metals (Fe, Co, Ni) in an alkaline medium (30 wt. % NaOH solution) have been calculated.The calculated values of the solvent reorganization energy and the reorganization energy of water clusters are in agreement with the Marcus – Dogonadze – Kuznetsov theory. The dependence of the total reorganization energy of the system, the solvent reorganization energy, and the reorganization energy of discharging species (water clusters) on the electrolyte temperature has been calculated. It was shown that the total reorganization energy of the system and the activation energy of the electron-transfer reaction of electrocatalytic hydrogen evolution (HER) on binary alloys of molybdenum with iron subgroup metals in an alcaline vedium (30 wt. % NaOH solution) decrease linearly with increasing electrolyte temperature in the following order: Fe-54 at. % Mo > Ni-54 at. % Mo > Co-52 at. % Mo.The temperature dependences of the water cluster discharge reorganization energy and the activation energy on binary molybdenum alloys are linear and intersect in the boiling point region of 30 wt. % NaOH solution 384.7 K. At this temperature, the electrode process is limited by the diffusion of regenerating water clusters to the electrode surface. The calculated diffusion activation energy Ad is 9.9 kJ·mol–1. The value of the system reorganization energy lt is 39.8 kJ·mol–1, which is consistent with the theory of Markus – Dogonadze – Kuznetsov. Electrocatalytic activity of binary alloys of molybdenum with iron subgroup m |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:11Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-706 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:38Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7062025-06-19T09:48:59Z Electrocatalytic reduction of water clusters on binary alloys of molybdenum with iron subgroup metals in an alkaline medium Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі Nikitenko, V. N. Babenkov, E. A. Bersirova, O. L. Kublanovsky, V. S. binary alloys Co-Mo Ni-Mo Fe-Mo hydrogen evolution reaction water clusters system reorganization energy electrocatalysis бінарні сплави Co-Mo Ni-Mo Fe-Mo реакція виділення водню (РВВ) кластери води енергія реорганізації системи електрокаталіз The total reorganization energy of the system and its components, the solvent reorganization energy and the transformation energy of reactants (water clusters [(H2O)nOH]-), during electrocatalytic hydrogen evolution on binary alloys of molybdenum with iron subgroup metals (Fe, Co, Ni) in an alkaline medium (30 wt. % NaOH solution) have been calculated.The calculated values of the solvent reorganization energy and the reorganization energy of water clusters are in agreement with the Marcus – Dogonadze – Kuznetsov theory. The dependence of the total reorganization energy of the system, the solvent reorganization energy, and the reorganization energy of discharging species (water clusters) on the electrolyte temperature has been calculated. It was shown that the total reorganization energy of the system and the activation energy of the electron-transfer reaction of electrocatalytic hydrogen evolution (HER) on binary alloys of molybdenum with iron subgroup metals in an alcaline vedium (30 wt. % NaOH solution) decrease linearly with increasing electrolyte temperature in the following order: Fe-54 at. % Mo > Ni-54 at. % Mo > Co-52 at. % Mo.The temperature dependences of the water cluster discharge reorganization energy and the activation energy on binary molybdenum alloys are linear and intersect in the boiling point region of 30 wt. % NaOH solution 384.7 K. At this temperature, the electrode process is limited by the diffusion of regenerating water clusters to the electrode surface. The calculated diffusion activation energy Ad is 9.9 kJ·mol–1. The value of the system reorganization energy lt is 39.8 kJ·mol–1, which is consistent with the theory of Markus – Dogonadze – Kuznetsov. Electrocatalytic activity of binary alloys of molybdenum with iron subgroup m Метою роботи було дослідження фундаментальних енергетичних характеристик (енергії реорганізації системи, енергії активації та їхніх складових) електрохімічного процесу, їхнього зв’язку з кінетичними параметрами на прикладі реакції електрокаталітичного виділення водню (РВВ) на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза (Fe, Co, Ni) в лужному середовищі. Дані дослідження являють науковий інтерес, оскільки розширюють наші уявлення про елементарний акт переносу електрона, механізм та природу електрокаталітичних процесів. В роботі в рамках теорії Маркуса розраховано повну енергію реорганізації системи, її складові - енергію реорганізації розчинника та енергію перебудови реагуючих кластерів води при електрокаталітичному виділенні водню (РВВ) на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза (Fe, Co, Ni) в 30 ваг. % розчині NaOH. Обчислені значення енергії реорганізації розчинника та енергії реорганізації кластерів води узгоджуються з теорією Маркуса - Догонадзе - Кузнецова. Розраховано залежність повної енергії реорганізації системи, енергії реорганізації розчинника та енергії реорганізації кластерів води, що розряджаються, від температури електроліту. Показано, що повна енергія реорганізації системи та енергія активації реакції переходу електрокаталітичного виділення водню (РВВ) на бінарних сплавах молібдену в 30 ваг. % розчині NaOH лінійно зменшуються із підвищенням температури електроліту в ряду: Fe-54 ат. % Mo > Ni-54 ат. % Mo > Co-52 ат. % Mo. Показано, що залежності енергії реорганізації розряду кластерів води та енергії активації від температури на бінарних сплавах молібдену лінійні й перетинаються в області температури кипіння 30 ваг. % розчину NaOH 384.7 K. При даній температурі електродний процес лімітується дифузією кластерів води, що відновлюються, до поверхні електрода. Обчислене значення енергії активації дифузії Ad дорівнює 9.9 кДж·моль-1. Значення енергії реорганізації системи ln складає 39.8 кДж·моль-1, що узгоджується з теорією Маркуса - Догонадзе - Кузнецова. Електрокаталітична активність бінарних сплавів молібдену з металами підгрупи заліза в 30 ваг. % розчині NaOH при даній температурі максимальна й не залежить від природи сплаву. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-02-21 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/706 10.15407/hftp15.01.035 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 15 No. 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 35-42 Химия, физика и технология поверхности; Том 15 № 1 (2024): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 35-42 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 15 № 1 (2024): Хімія, фізика та технологія поверхні; 35-42 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp15.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/706/721 Copyright (c) 2024 V. N. Nikitenko, E. A. Babenkov, O. L. Bersirova, V. S. Kublanovsky |
| spellingShingle | бінарні сплави Co-Mo Ni-Mo Fe-Mo реакція виділення водню (РВВ) кластери води енергія реорганізації системи електрокаталіз Nikitenko, V. N. Babenkov, E. A. Bersirova, O. L. Kublanovsky, V. S. Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі |
| title | Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі |
| title_alt | Electrocatalytic reduction of water clusters on binary alloys of molybdenum with iron subgroup metals in an alkaline medium |
| title_full | Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі |
| title_fullStr | Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі |
| title_full_unstemmed | Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі |
| title_short | Електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі |
| title_sort | електрокаталітичне відновлення кластерів води на бінарних сплавах молібдену з металами підгрупи заліза в лужному середовищі |
| topic | бінарні сплави Co-Mo Ni-Mo Fe-Mo реакція виділення водню (РВВ) кластери води енергія реорганізації системи електрокаталіз |
| topic_facet | binary alloys Co-Mo Ni-Mo Fe-Mo hydrogen evolution reaction water clusters system reorganization energy electrocatalysis бінарні сплави Co-Mo Ni-Mo Fe-Mo реакція виділення водню (РВВ) кластери води енергія реорганізації системи електрокаталіз |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/706 |
| work_keys_str_mv | AT nikitenkovn electrocatalyticreductionofwaterclustersonbinaryalloysofmolybdenumwithironsubgroupmetalsinanalkalinemedium AT babenkovea electrocatalyticreductionofwaterclustersonbinaryalloysofmolybdenumwithironsubgroupmetalsinanalkalinemedium AT bersirovaol electrocatalyticreductionofwaterclustersonbinaryalloysofmolybdenumwithironsubgroupmetalsinanalkalinemedium AT kublanovskyvs electrocatalyticreductionofwaterclustersonbinaryalloysofmolybdenumwithironsubgroupmetalsinanalkalinemedium AT nikitenkovn elektrokatalítičnevídnovlennâklasterívvodinabínarnihsplavahmolíbdenuzmetalamipídgrupizalízavlužnomuseredoviŝí AT babenkovea elektrokatalítičnevídnovlennâklasterívvodinabínarnihsplavahmolíbdenuzmetalamipídgrupizalízavlužnomuseredoviŝí AT bersirovaol elektrokatalítičnevídnovlennâklasterívvodinabínarnihsplavahmolíbdenuzmetalamipídgrupizalízavlužnomuseredoviŝí AT kublanovskyvs elektrokatalítičnevídnovlennâklasterívvodinabínarnihsplavahmolíbdenuzmetalamipídgrupizalízavlužnomuseredoviŝí |