Una biblioteca de nanotubos de aleación polimétrica: desde el binario al septenario

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• Las nanoestructuras de aleación polimétrica son prometedoras para la electrocatálisis.
• La síntesis controlada de nanomateriales de aleación polimétrica 1D es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método general de baja temperatura para sintetizar nanotubos de aleación polimétrica.
• Para explorar el rendimiento electrocatalítico de estos nuevos nanomateriales.

Principales métodos:

• Se utilizó un nuevo método de síntesis a baja temperatura.
• Se preparó una biblioteca de nanotubos de aleación polimétrica binarios a septenarios.
• Se evaluó el rendimiento electrocatalítico para la reacción de evolución de oxígeno (OER) y la reacción de evolución de hidrógeno (HER).

Principales resultados:

• Sintetizó 18 tipos de nanotubos de aleación polimétrica, incluidos 8 nanotubos de aleación de alta entropía (HEA).
• Un nanotubo Cu30Ni26Co19Ru14Ir11 HEA representativo mostró un bajo potencial excesivo para HER (121 mV) y OER (272 mV) a 100 mA cm-2.
• Se obtiene 100 mA cm-2 a 1,67 V para la división total del agua utilizando el nanotubo HEA en un sistema de dos electrodos.

Conclusiones:

• El método desarrollado ofrece una vía general y suave para la síntesis controlable de nanotubos de aleación polimétrica.
• El nanotubo Cu30Ni26Co19Ru14Ir11 HEA demuestra una actividad electrocatalítica eficiente y estable para la división del agua.
• El rendimiento mejorado se atribuye al desplazamiento hacia abajo del centro de la banda d, optimizando los intermedios de reacción de hidrógeno y oxígeno.