Efectos de apoyo de catalizadores electroquímicos y su papel estabilizador para los catalizadores de nanopartículas...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los soportes redox activos pueden mejorar la durabilidad del catalizador a través de interacciones electrónicas, un concepto bien establecido en la catálisis en fase gaseosa pero menos explorado en la electrocatálisis.
• La comprensión de las interacciones catalizador-soporte es crucial para el desarrollo de electrocatalizadores estables y eficientes, particularmente para reacciones como la reacción de evolución del oxígeno (OER).

Objetivo del estudio:

• Proporcionar pruebas experimentales de las interacciones entre catalizadores electrónicos y soportes en entornos electroquímicos.
• Investigar el papel de estas interacciones en la estabilidad a la corrosión de los sistemas catalizadores/de soporte para los OER.

Principales métodos:

• Utilizó la estructura de absorción de rayos X cerca del borde (XANES), la estructura fina de absorción de rayos X extendida (EXAFS), la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X con resolución de profundidad (XPS).
• Estabilidad electroquímica evaluada y cinética de transferencia de carga en condiciones de corriente y potencial constantes.
• Análisis de la disolución del metal para confirmar los efectos de mitigación.

Principales resultados:

• Interacciones identificadas de soporte de metal/óxido de metal (MMOSI) en nanopartículas de óxido de iridio (IrOx) soportadas en óxido de estaño dopado con antimonio (ATO).
• MMOSI estabilizó las nanopartículas de Ir en estados de oxidación más bajos (Ir(3.2+)) en comparación con los soportes de carbono (Ir(+4)), suprimiendo la formación de óxidos superiores perjudiciales.
• El apoyo de la ATO mitigó significativamente la disolución de Ir, confirmando una mayor estabilidad debido a un MMOSI más fuerte.

Conclusiones:

• Las interacciones entre catalizadores electrónicos y soportes, específicamente MMOSI, desempeñan un papel fundamental en la mejora de la durabilidad de los catalizadores OER de nanopartículas con soporte de óxido.
• Estos hallazgos sugieren que los efectos de MMOSI en electroquímica merecen una mayor atención para comprender y mejorar la estabilidad del catalizador.