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Updated: Jan 25, 2026

Synthesis of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanotube with Doped Co and N Atoms and its Catalytic Applications in Hydrogen Production

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Published on: December 6, 2021

Efectos del tamaño y el sustrato en la reacción de evolución del hidrógeno por átomos Pt aislados, racimos atómicos y

Min Zhou¹, Shujuan Bao¹, Allen J Bard¹

¹Center for Electrochemistry, Department of Chemistry , The University of Texas at Austin , Austin , Texas 78712 , United States.

Journal of the American Chemical Society

|April 25, 2019

Resumen

Los átomos individuales de platino y las nanopartículas catalizan la reacción electroquímica de evolución del hidrógeno (HER). El tamaño del depósito de platino y el sustrato (bismuto o plomo) afectan significativamente la cinética de HER, con átomos individuales que muestran actividad medible.

Área de la Ciencia:

La electroquímica
Ciencias de los materiales
Catálisis

Sus antecedentes:

La reacción electroquímica de evolución del hidrógeno (HER) es crucial para las tecnologías de energía sostenible.
La comprensión de la actividad catalítica de los átomos metálicos individuales y las nanopartículas es clave para diseñar electrocatalisadores eficientes.
El platino (Pt) es un catalizador HER bien conocido, pero su actividad a nivel de un solo átomo requiere más investigación.

Objetivo del estudio:

Investigar la actividad catalítica dependiente del tamaño de los depósitos de platino aislados en sustratos de bismuto (Bi) y plomo (Pb) para el HER.
Para aclarar los efectos del material de sustrato en el rendimiento electroquímico de átomos Pt individuales y nanopartículas.
Determinar el tamaño mínimo de un depósito de Pt capaz de catalizar el HER.

Principales métodos:

Placado electrolítico átomo por átomo para preparar depósitos de Pt aislados (de átomos individuales a nanopartículas) en los ultramicroelectrodos Bi y Pb (UMEs).
Voltametría para medir la amplificación electrocatalítica de la HER en depósitos Pt individuales.
Estimación del parámetro cinético mediante simulación de voltammogramas, asumiendo el paso de Volmer para el HER.

Principales resultados:

Un solo átomo Pt puede exhibir actividad catalítica para el HER, mostrando una meseta de corriente que limita la difusión.
La cinética de HER aumenta con el radio de depósito de Pt de aproximadamente 0,2 nm a 4 nm tanto en sustratos de Bi como en sustratos de Pb.
Las cinéticas limitantes de HER en sustratos Bi se acercan a las de Pt a granel, mientras que en sustratos Pb las cinéticas son significativamente más bajas.

Conclusiones:

Los átomos Pt aislados son catalíticamente activos para el HER.
La actividad catalítica de los depósitos de Pt para HER depende fuertemente tanto del tamaño como del sustrato subyacente.
El bismuto sirve como un sustrato más eficaz que el plomo para mejorar la cinética HER de los depósitos de platino.

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