Un método sintético general para cintas subnanométricas de aleación de alta entropía

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Las aleaciones de alta entropía (HEAs) ofrecen composiciones sintonizables y potencial catalítico.
• La síntesis de HEAs en nanoestructuras ultrafinas y de baja dimensión es un desafío debido a la inestabilidad termodinámica.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método general de baja temperatura para crear cintas de aleación de alta entropía (SNR) de una sola fase, subnanométricas.
• Para lograr los materiales nanoestructurados HEA más delgados del mundo para aplicaciones avanzadas.

Principales métodos:

• Reacción de intercambio galvánico entre precursores metálicos y una plantilla de nanocables de plata para la nucleación de átomos metálicos.
• Co-reducción de los precursores metálicos en la plantilla de nanocables.
• Eliminación del núcleo plateado interno para obtener RNS HEA supratinas.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para comprender los mecanismos de cristalización y estabilización.

Principales resultados:

• Incorporación exitosa de hasta ocho elementos metálicos en cintas HEA subnanométricas de una sola fase.
• Se ha demostrado un control flexible de la composición y la concentración del SNR de HEA.
• Los SNR de HEA mostraron una actividad electrocatalítica significativamente mejorada para las reacciones de reducción de oxígeno en las pilas de combustible.
• Capacidad de descarga alta exhibida, bajo potencial de sobrecarga y excelente durabilidad en baterías de Li-O2.

Conclusiones:

• El nuevo método de baja temperatura permite la fabricación de nanoestructuras HEA sin precedentes.
• La cristalización y la estabilización están influenciadas por la plantilla de plata y se correlacionan con las concentraciones de Pt/Pd.
• Los SNR de HEA desarrollados demuestran un rendimiento electroquímico superior, atribuido a los efectos sinérgicos de los elementos constituyentes.