Nanojaula icosahedral ultrafina enriquecida con Pt con una excelente actividad de reacción de reducción de oxígeno

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• La utilización rentable del platino (Pt) es crucial para la aplicación industrial de las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones.
• Las nanoestructuras huecas pueden mejorar el rendimiento electrocatalítico y la utilización de Pt para la reacción de reducción de oxígeno (ORR).

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una rutina para sintetizar nanojaulas icosahedrales ultrafinas enriquecidas con Pt.
• Evaluar la actividad ORR de estas nanojaulas y compararlas con los catalizadores y estructuras existentes.

Principales métodos:

• Deposición conformal de átomos de Pt en las semillas icosaédricas de paladio (Pd).
• Eliminación selectiva del núcleo de Pd utilizando una solución de ácido nítrico concentrado (HNO3) para formar nanojaulas.
• Caracterización de las propiedades de la nanojaula, incluidos el grosor, los defectos, el área superficial y la orientación de las facetas.

Principales resultados:

• Se han sintetizado con éxito nanojaulas ultrafinas e icosaédricas enriquecidas con Pt con algunas capas atómicas.
• Las nanocajas exhiben abundantes defectos gemelos, una relación superficie/volumen muy alta, y una faceta Pt{111} preferencial.
• Se ha demostrado una actividad específica 10 veces mayor y una actividad de masa 7 veces mayor para la ORR en comparación con la Pt/C comercial.
• Superó a las nanojaulas cúbicas y octaédricas en actividad ORR, destacando la superioridad estructural.

Conclusiones:

• Las nanojaulas icosahedrales enriquecidas con Pt representan un catalizador altamente eficiente para la reacción de reducción de oxígeno.
• Las características estructurales únicas, incluida la forma icosaédrica y la naturaleza ultrafina, mejoran significativamente el rendimiento catalítico.
• Este desarrollo ofrece una vía prometedora para la utilización rentable del platino en la tecnología de pilas de combustible.