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Weikai Xiang

• To reduce the reliance on fossil fuels, vigorously developing renewable and clean energies has become a pressing issue. Green hydrogen produced from water electrolysis is considered to be one of the best energy carriers in the future. As for the electrolysis process, the energy conversion efficiency is predominately determined by the oxygen evolution reaction (OER). It motivates the development of high-performance OER catalysts. Among various electrocatalytic materials, earth-abundant spinel oxides, such as Co-Fe and Ni-Fe spinel oxides, have become promising OER catalysts as their good electrocatalytic activity and durability. In this thesis, atom probe tomography (APT) and other advanced characterization techniques were applied to reveal the active species and composition-activity relationships for spinel oxide nanoparticles during the OER process.
• Die Entwicklung erneuerbarer und sauberer Energien ist eine dringende Notwendigkeit, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Grüner Wasserstoff, der durch die Elektrolyse von Wasser hergestellt wird, gilt als vielversprechender Energieträger der Zukunft. Ein kritischer Schritt im Elektrolyseprozess ist die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER), welche die Entwicklung von effizienten Katalysatoren erfordert. Erdreichende Spinell-Oxide wie Co-Fe- und Ni-Fe-Spinell-Oxide zeigen vielversprechende elektrokatalytische Aktivität und Haltbarkeit als Katalysatoren für die OER. Diese Arbeit verwendet Atomsonden-Tomographie (APT) und andere fortgeschrittene Charakterisierungstechniken, um die aktiven Spezies und die Zusammensetzungs-Aktivitäts-Beziehungen von Spinell-Oxid-Nanopartikeln während des OER-Prozesses zu untersuchen.