コアシェルの電触媒の準備における最初のステップを調査する:サポートされたAuナノ粒子の上にCuの潜在下沈着のin situ特徴化
Stephen W T Price1, Jonathon D Speed, Prabalini Kannan
1School of Chemistry, University of Southampton, Highfield, Southampton SO17 1BJ, United Kingdom.
Journal of the American Chemical Society
|October 29, 2011
まとめ
この研究では,燃料電池触媒のための金ナノ粒子の銅殻形成を調査するために,in situ EXAFSを使用しました. 結果は,銅殻の形成が不完全であり,コア・シェルの触媒構造と性能に影響を及ぼしていることを示しています.
科学分野:
- 電気化学 電気化学について
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 表面科学とは,地表科学である.
背景:
- 核殻ナノ粒子は,陽子交換膜 (PEM) 燃料電池の進歩に不可欠です.
- プラチナベースの触媒で高質量活性を達成するには,新しいナノ構造工学が必要です.
- 銅の低電位堆積 (upd) に続いてガルバニックの移位は,Pt代替触媒への経路を提供します.
研究 の 目的:
- 金ナノ粒子の銅殻形成の初期段階を調査する.
- Au電解剤の銅アップデートの過程における構造的進化を理解するために.
- 構造の変化と,コアシェル触媒の開発のための電気化学的潜在能力を相関させる.
主な方法:
- In situ Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) で,Au L(3) とCu Kのエッジで測定した.
- 硫酸中の銅を炭素で支えられた金のナノ粒子に電気化学的に堆積させる.
- EXAFSのデータを分析し,原子構造と形態を決定する.
主要な成果:
- 金ナノ粒子の形状は電位に依存し,銅のアップド・ポテンシャルが近づくにつれて平らな形から球形に変化します.
- 銅の堆積は,最初は,均一な殻ではなく,欠陥部位で部分的に放電されたイオンを含みます.
- 負のポテンシャルであっても,完全な銅の殻は形成されず,Cu原子はクラスターで成長します.
結論:
- 均一な銅の殻の形成は,調査された条件下で妨げられます.
- 不完全な銅殻形成は,最終的なコア・シェル触媒の構造,活動,安定性に重大な影響を及ぼします.
- 効果的なコアシェル電触媒合成のために,堆積パラメータのさらなる最適化が必要である.
