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Oxygen overvoltage on bright rhodium

1968; Elsevier BV; Volume: 13; Issue: 3 Linguagem: Dinamarquês

10.1016/0013-4686(68)87013-6

1873-3859

James P. Hoare,

Analytical Chemistry and Sensors

Oxygen overvoltage data were determined galvanostatically and potentiostatically for the anodic evolution and cathodic reduction of O2 on bright rhodium electrodes in O2-saturated 2 N H2SO4 solutions with and without added H2O2. The over-all electrode reaction on Rh, O2 electrodes is the O2/H2O reaction and the mechanism is the same as that favoured on Pt, O2 electrodes. Oxygen is adsorbed from solution on Rh as an electronically conducting monolayer of oxygen atoms; but with anodic polarization above 1400 mV, oxygen is dissolved in the surface layers of the metal producing a Rh-O alloy. The adsorbed layers of oxygen are more tightly bound to the Rh surface than to a Pt surface-giving rise to higher over-voltage values on Rh electrodes. Double-Iayer capacitance measurements support these conclusions. The rhodium surface is a poor catalyst for decomposition of H2O2. Of the noble metals, rhodium is one of the poorer materials that may be selected for the construction of an oxygen cathode. On a obtenu des données expérimentales sur la surtension d'oxygéne par les méthodes galvanostatique et potentiostatique pour l'évolution anodique et la réduction cathodique de O2, sur des électrodes de rhodium brillant dans des solutions 2 N en H2SO4 saturées de O2, avec et sans addition de H2O2. On a conclu que la réaction d'électrode globale sur électrodes Rh/O2, est la réaction O2/H2O et que le mécanisme est le même que celui avancé dans le cas des électrodes Pt/O2. L'oxygéne est adsorbe de la solution sur le rhodium sous la forme d'une couche monomoléculaire d'atomes d'oxygéne conductrice d'électrons. Cependant, á des polarisations anodiques au-delá de 1400 mV, l'oxygéne est dissous dans les couches superficielles du métal avec formation d'un alliage Rh-O. Les couches adsorbées d'oxygéne sont plus étroitement liées á la surface de Rh que dans le cas du Pt, avec, comme conséquence, de plus hautes surtensions dans le cas du Rh. Des mesures de capacité de double couche confirment ces conclusions. La surface de rhodium est un médiocre catalyseur pour la décomposition de H2O2. Parmi les métaux nobles le rhodium est le moins bon des matériaux que l'on pourrait choisir pour la construction d'une électrode á oxygéne. Überspannungswerte wurden galvanostatisch und potentiostatisch gemessen für die anodische Entwicklung und kathodische Reduktion von Sauerstoff an glatten Rhodiumelektroden in O2-gesättigten 2n H2SO4-Lösungen mit und ohne Zusatz von H2O2. Es ergibt sich, daß die Gesamtelektrodenreaktion an Rh/O2-Elektroden die O2/H2 O-Reaktion ist und der Mechanismus der gleiche ist wie derjenige, der für Pt/O2- Elektroden bevorzugt wurde. Sauerstoff wird aus der Lösung an Rh als eine elektronisch leitende, einatomige Schicht adsorbiert; indessen wird bei Polarisationen über 1400 mV Sauerstoff in den Oberflächenschichten des Metalles gelöst unter Bildung einer Rh-O-Legierung. Die adsorbierten Sauerstoffschichten sind an der Rh-Oberfläche fester gebunden als an einer Pt-Oberfläche, was zu höheren Überspannungswerten an Rh-Elektroden führt. Doppelschichtkapazitätsmessungen bestätigen diese Ergebnisse. Die Rhodiumoberfläche ist ein schlechter Katalysator für die Zersetzung von H2O2. Unter den Edelmetallen ist Rhodium eines der weniger empfehlenswerten für die Verwendung in einer Sauerstoffelektrode.