Conchas de Pd-Au ultrafinas con grado de aleación controlable en nanocubos Pd hacia la reducción de dióxido de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción electrocatalítica del dióxido de carbono (CO2ER) es crucial para equilibrar el ciclo del carbono y crear valiosos recursos de carbono.
• El desarrollo de electrocatalizadores eficientes es clave para mejorar el rendimiento y la selectividad de CO2ER.
• Los materiales bimetálicos nanoestructurados ofrecen propiedades sintonizables para una mayor actividad catalítica.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar nanocapas ultrafinas de aleación de oro y paladio (Pd-Au) con grados de aleación controlados en nanocubos de paladio.
• Investigar el rendimiento electrocatalítico de estas nanocapas de aleación Pd-Au para CO2ER.
• Aclarar la relación estructura-actividad y el mecanismo de reacción que rige el CO2ER mejorado.

Principales métodos:

• Método de crecimiento mediado por semillas para la síntesis de nanocristales de aleación Pd@Pd-Au (NC).
• Caracterización electroquímica, incluida la evaluación del rendimiento del CO2ER (eficiencia de Faraday, potencial).
• Espectroscopia infrarroja total atenuada in situ y cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para estudios mecanicistas.

Principales resultados:

• Los Pd@Pd3Au7 NC demostraron un rendimiento superior de CO2ER, logrando un 94% de eficiencia de Faraday de CO (FE) a -0,5 V frente al electrodo de hidrógeno reversible (RHE).
• Se mantuvo cerca del 100% de CO FE en un amplio rango de potencia (-0,6 a -0,9 V frente a RHE).
• El rendimiento mejorado se atribuyó a los efectos de conjunto y ligando, incluidas las proporciones óptimas de sitio Pd-Au e interacciones electrónicas.

Conclusiones:

• Las nanocapas de aleación Pd-Au ultrafinas sintetizadas a través del crecimiento mediado por semillas exhiben una excelente actividad y selectividad de CO2ER.
• El estudio destaca la importancia de la aleación controlada y el diseño de la nanoestructura para una electrocatálisis eficiente.
• Este trabajo proporciona una estrategia general para desarrollar nanocristales bimetálicos para aplicaciones catalíticas y comprender las relaciones estructura-actividad.