Nanopartículas de núcleo de Pd-Fe@Pd/C con mejora de la actividad electrocatalítica hacia la reacción de reducción de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) requieren electrocatalizadores eficientes para la reacción de reducción de oxígeno (ORR).
• La alta utilización y actividad de platino (Pt) siguen siendo desafíos críticos en el desarrollo de catalizadores PEMFC.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y caracterizar nuevas nanopartículas bimetálicas (NP) con una mayor actividad electrocatalítica ORR.
• Investigar la relación estructura-actividad de las NP Pd-Fe/C decoradas con Pt para la ORR.

Principales métodos:

• Síntesis de NP bimetálicos Pd-Fe/C con una composición óptima de Fe y decoración de Pt en la superficie.
• Caracterización mediante espectroscopia de pérdida de energía de electrones (EELS) y espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDX).
• Evaluación electroquímica de la actividad catalítica y la estabilidad.

Principales resultados:

• Los Pd-Fe@Pd sintetizados con decoración de superficie Pt exhibieron una excelente actividad electrocatalítica ORR (E_1/2 = 0.866 V frente a RHE).
• La actividad de la masa aumentó en más del 70% (masa total de Pt y Pd) y 14 veces (sólo masa de Pt) en comparación con Pt/C.
• El análisis geométrico sugirió una decoración de Pt superficial en lugar de una monocapa de Pt completa, destacando la necesidad de una caracterización rigurosa de los catalizadores basados en Pt.

Conclusiones:

• Las NP bimetálicas Pd-Fe/C decoradas con Pt son catalizadores prometedores para la ORR en las PEMFC.
• El estudio hace hincapié en la importancia del análisis estructural preciso y de las proporciones de precursores para lograr la carga y el rendimiento Pt deseados.
• La consideración cuidadosa de los modelos geométricos es crucial a la hora de interpretar los datos de las monocapas o capas múltiples de Pt declaradas.