Control de la arquitectura en los electrocatalizadores rómbicos dodecaédricos Pt-Ni

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las aleaciones a base de platino son electrocatalizadores cruciales para las células de combustible de membrana de intercambio de protones y los electrolizadores.
• La optimización de la utilización y la actividad superficial del platino (Pt) es clave para el avance de los electrocatalizadores de aleación Pt.

Objetivo del estudio:

• Para diseñar nuevas arquitecturas de nanocuadro Pt-Ni con una anisotropía de Pt tridimensional ajustable.
• Investigar el impacto de las proporciones de precursores en la morfología del nanocuadro y el rendimiento electroquímico.

Principales métodos:

• Síntesis de dodecaedros rómbicos Pt-Ni mediante el control de las proporciones de precursores de Pt y Ni.
• Caracterización de las estructuras de nanocuadro resultantes (huecas frente a excavadas).
• Evaluación electroquímica de la actividad de la reacción de reducción de oxígeno (ORR) y la actividad de la masa.

Principales resultados:

• Se lograron dos arquitecturas de nanocuadro distintas: completamente huecas y excavadas.
• El nanocuadro de Pt-Ni excavado exhibió una actividad específica ~ 10 veces mayor y una actividad de masa ~ 6 veces mayor para ORR en comparación con el Pt/C comercial.
• El nanocuadro excavado demostró el doble de la actividad de masa del nanocuadro hueco.

Conclusiones:

• La síntesis de nanocuadro sintonizable de Pt-Ni ofrece una vía para electrocatalizadores altamente activos y eficientes.
• El rendimiento superior del nanoframe excavado está relacionado con el aumento del contenido de Ni cerca de la superficie y una estructura de hoja 2D extendida que minimiza los sitios enterrados de Pt.
• Esta arquitectura optimiza la utilización de Pt para aplicaciones avanzadas de celdas de combustible y electrolizadores.