双金属PtRu的稳定性 - 从模型表面到纳米粒子电催化剂
Attila Kormanyos1,2, Pascal Büttner3, Michael Bosch3
1Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (IEK-11), Forschungszentrum Jülich, Cauerstr. 1, 91058 Erlangen, Germany.
ACS materials Au
|May 13, 2024
概括
研究- (Pt-Ru) 电催化剂揭示了模型薄膜和现实世界纳米粒子系统之间的稳定性显著差异. 富含Ru的喷膜形成了坑,而支持的纳米粒子损失了大量Ru,突出了转移模型系统发现的局限性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 电催化研究通常依赖于简化模型系统,如单晶或薄膜.
- 这些模型系统可能不会准确地反映在实际操作条件下催化剂的行为.
- 有限的组合测试和缺乏实际设备验证可能导致电催化在电催化中得出不准确的结论.
研究的目的:
- 为了比较磁铁喷射- (Pt-Ru) 薄膜与商业碳支持的Pt-Ru纳米颗粒的稳定性.
- 评估酸性电解质和异醇对这些Pt-Ru电催化剂的稳定性和组成的影响.
- 评估稳定性趋势的可转移性,从模型系统到实际上相关的催化剂配方.
主要方法:
- 准备了磁铁子喷射的Pt-Ru薄膜 (0-100 at.% Ru) 和商业碳支持的Pt-Ru纳米粒子.
- 在酸性电解质中在电催化条件下使用在线感应合血质谱法 (ICP-MS) 评估稳定性.
- 分析了形态和组成的变化,并在异醇氧化过程中选稳定性.
主要成果:
- 富含Ru的喷膜显示表面喷 (30-50纳米),而富含Pt的膜保持稳定.
- 碳支持的纳米粒子表现出 Pt 丰富和显著的 Ru 浸 (质量损失 ~ 10%).
- 的溶解比的溶解要高得多,特别是在富含Ru的化合物中,并且由异醇加剧.
结论:
- 在Pt-Ru模型薄膜和支纳米粒子之间的稳定性和降解途径中存在显著的差异.
- Pt-Ru电催化剂的稳定性和组成在模型系统和实际应用中使用的系统之间有明显的差异.
- 在模型系统中观察到的电催化活性和稳定性趋势可能无法直接转移到现实世界的催化剂应用中.
