Nanocluster de platino de sub-2 nm decorado con hidróxido de itrio como electrocatalisador altamente activo y robusto...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los electrocatalizadores basados en platino son cruciales para la reacción de evolución del hidrógeno (HER).
• Maximizar la utilización del átomo de platino y mejorar la actividad catalítica son desafíos clave.
• La incorporación de sitios de disociación de agua puede promover la eficiencia de HER.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un electrocatalizador Pt/Y(OH) 3 autoportante con mejor rendimiento HER.
• Investigar los efectos sinérgicos de los nanocúmulos Pt de sub-2 nm y el Y(OH) 3.
• Evaluar la actividad catalítica y la estabilidad a largo plazo del nuevo electrocatalizador.

Principales métodos:

• "Capacidad" igual o superior a 1 kW y con todas las características siguientes:
• Caracterización de los nanocúmulos Pt sub-2 nm en el soporte Y ((OH) 3).
• Pruebas electroquímicas para la actividad y estabilidad de HER, incluidos los cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• El electrocatalizador Pt/Y(OH) 3 tiene nanocúmulos Pt de sub-2 nm (diámetro promedio de 1,3 nm).
• El Pt24/Y(OH) 3 optimizado logró un exceso de potencial de 31 mV a 10 mA cm-2.
• Se ha demostrado una notable estabilidad, funcionando durante 250 horas a 500 mA cm-2, superando el rendimiento de Pt/C.

Conclusiones:

• Los nanocúmulos Pt sub-2 nm maximizan los sitios activos para HER.
• Y(OH) 3 promueve la disociación de agua y la adsorción de hidrógeno en Pt.
• La fuerte interacción Pt-Y(OH) 3 y la adhesión robusta aseguran la estabilidad del catalizador y el transporte eficiente de electrones para la evolución del hidrógeno alcalino.