水素の進化 電気触媒設計:原子精度のナノケミストによる不活性ゴールドを活性触媒に変換する
Yingwei Li1, Site Li1, Anantha V Nagarajan2
1Department of Chemistry, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania 15213, United States.
Journal of the American Chemical Society
|July 16, 2021
まとめ
効率的に水素進化反応 (HER) を触媒化する新しいチオラート保護金銀ナノクラスター (Au36Ag2(SR) 18を開発しました. このナノクラスターは独特の構造とリガンドの少ない覆い面により活性化され,再生可能エネルギーの有望な戦略を提供します.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 電気化学
背景:
- 結晶金 (Au) と銀 (Ag) は,水素進化反応 (HER) の非効率的な触媒である.
- コロイドナノ粒子のリガンドはしばしば触媒活動を阻害する.
研究 の 目的:
- 効率的なHER触媒のための新しいチオラートで保護されたAu36Ag2 ((SR)) 18ナノクラスタを報告する.
- Auナノクラスターの一連の構造-活動関係を調査する.
主な方法:
- チオラートで保護されたAu36Ag2 ((SR)) 18ナノクラスターの合成.
- HERの電気触媒検査について
- 密度関数理論 (DFT) の計算
主要な成果:
- Au36Ag2(SR) 18は,より低い過剰ポテンシャルで高いHER活性を示しています.
- その活動は,Au25(SR) 18−とAu38(SR) 24ナノクラスターよりもかなり高い.
- DFT計算では,Au36Ag2 ((SR) 18) に対して,より低い水素結合エネルギーとより高い電子親和性を示しています.
結論:
- Au36Ag2(SR) 18のナノクラスターの効率は,リガンドの覆い面が低く,Au原子の調整が低く,超原子軌道が満たされていないことから生じる.
- この研究は,制御された構造を持つ原子的に正確なナノクラスターを使用して,惰性金属から活性触媒を作成するための戦略を提示しています.
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