原子精度の高い銀ナノクラスターにおけるCO2に対するヘテロコア原子の影響
Seungwoo Yoo1,2, Dayeon Kim1,3, Guocheng Deng1,2
1Center for Nanoparticle Research, Institute for Basic Science (IBS), Seoul 08826, Republic of Korea.
金属ナノクラスターの中央原子は二酸化炭素の電還元に大きく影響します 金ナノクラスターは,最適化された中間吸附とエネルギーバリアにより,プラチナナノクラスターよりも高い活動性と選択性を示しています.
科学分野:
- ナノカタリシス
- 異質な触媒
- 表面化学
背景:
- ナノ粒子の合成を制御することは 触媒性能の鍵です
- 金属ナノ粒子の内部原子効果は触媒作用に不可欠です
- 原子的に正確なナノクラスターは 基本的研究のためのモデルシステムとして機能する.
研究 の 目的:
- 同様の構造を持つPtAg24とAuAg24ナノクラスタを合成し,比較する.
- 核の金属原子 (Pt vs. 電気化学 CO2 還元反応 (eCO2RR) について
- 触媒的活動と選択性を支配する原子学的メカニズムを解明する.
主な方法:
- ナノクラスター合成のためのリガンド交換誘発構造変換とガルバン交換.
- 電気化学 CO2 還元反応 (eCO2RR) 試験
- オペラント光譜と密度関数理論 (DFT) の計算.
主要な成果:
- AuAg24ナノクラスターは,PtAg24よりもeCO2RR活性が約4倍高いことを示した.
- AuAg24は70%以上のCO選択性を示し,PtAg24は30%未満でした.
- AuAg24は高CO部分電流密度 (-202.2 mA cm-2) と安定性を示した.
結論:
- 中央原子はeCO2RRの活性と選択性に重大な影響を及ぼします.
- AuAg24の優れた性能は,より弱いCO中間吸収とより低いエネルギーバリアによる.
- 原子精度の高いナノクラスターは 再生可能エネルギーアプリケーションの効率的な触媒の設計に 価値のある洞察を提供します
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