Síntesis de flujo hidrotermal de nanopartículas de aleación pequeñas y densas de alta entropía soportadas por carbono...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Las nanopartículas de aleación de alta entropía (HEA-NP) pequeñas y densas son materiales funcionales prometedores.
• La síntesis de HEA-NPs es un desafío debido a las altas temperaturas requeridas para la aleación, que causan sinterización y crecimiento de partículas.
• Los métodos existentes a menudo carecen de escalabilidad y reproducibilidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia de síntesis escalable y reproducible para HEA-NP pequeños y densos.
• Investigar el mecanismo de síntesis subyacente para obtener pequeñas HEA-NP a temperaturas reducidas.
• Evaluar el rendimiento de las HEA-NP sintetizadas como electrocatalizadores.

Principales métodos:

• Se empleó una estrategia de pirólisis por pulverización de flujo continuo en un solo paso.
• Las HEA-NP multicomponentes (quinario a denario) se sintetizaron en varios sustratos de carbono.
• Se identificó un mecanismo de síntesis hidrocarbónica que implica la generación in situ de H2.

Principales resultados:

• Se sintetizaron HEA-NPs con un tamaño promedio de < 2 nanómetros y cargas metálicas de ~ 30% en peso.
• El método de síntesis demostró una fácil escalabilidad gramática y una producción reproducible.
• El quinario FeCoNiCuPt HEA-NPs mostró una alta eficiencia como electrocatalisadores para las reacciones de reducción de oxígeno y evolución de hidrógeno.

Conclusiones:

• La pirólisis por pulverización de flujo continuo ofrece un método escalable y reproducible para sintetizar pequeñas HEA-NP de alta carga.
• El mecanismo hidrocarbotermal facilita la reducción completa del metal y la aleación a temperaturas reducidas, evitando la sinterización.
• Las HEA-NP sintetizadas muestran un potencial significativo para aplicaciones en electrocatálisis.