Nikkeli-platina nanokokoinen ydin platinakuorella murtaa happimolekyylit hyödyllisiksi ioneiksi

27. heinäkuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Platina (Pt) voi toimia katalyyttinä reaktiivisten happi-ionien valmistamiseksi moniin sovelluksiin. Tässä tutkimuksessa tutkijat käyttivät menetelmää, jota kutsutaan sähkökemialliseksi pyöräilyksi nikkeli (Ni)/Pt-nanohiukkasten pinnan muokkaamiseen. Sitten tutkijat tutkivat hiukkasia käyttämällä erikoistunutta röntgensirontakuvaustekniikkaa, joka sopii ainutlaatuisesti nesteiden kolmiulotteisten hiukkasten tutkimiseen. Tämä paljasti, että modifioidussa lejeeringissä oli Pt-rikas kerros. Tämän kerroksen rakenne jätti Pt:n nanohiukkasten pinnalle väkevämpää kuin olisi normaalia Ni-Pt-seoksessa. Tekniikka paljastaa elektrodeissa ja kalvoissa käytettävien nanometrin mittakaavan hiukkasten koostumuksen, muodon ja kannan. Tutkimus on julkaistu v nano Letters (“Electrochemically Induced Strain Evolution in Pt–Ni Alloy Nanoparticles Observed by Bragg Coherent Diffraction Imaging”). BCDI-menetelmä, jossa käytetään koherentteja synkrotroniröntgensäteitä (vasemmalla kaavakuva) sisäisen 3D-venymän ja koostumuksen jakaumien kuvaamiseksi in situ sähkökemiallisesti ohjatun nikkelin pinnan liukenemisen eri vaiheissa (oikea kaavio). (Kuva: T. Kawaguchi, Argonnen kansallinen laboratorio) Hapen pelkistysprosessi on olennainen monissa sovelluksissa. Tämä sisältää polttokennojen elektrodit, jotka kuluttavat sähkökemiallisesti polttoaineita suoraan sähköksi. Tämä sisältää myös metalli-ilma-akut, jotka tuottavat sähköä hapettamalla metalleja. Pt voi ohjata näitä pelkistysreaktioita. Pt-komponenttien korvaaminen metalliseoksilla ja aktiivisuuden parantaminen pintakäsittelyillä tekee tällaisista prosesseista halvempia ja tehokkaampia. Röntgentekniikka paljastaa, kuinka materiaali muuttuu käyttöolosuhteissa. Tutkijat voivat käyttää tätä tekniikkaa reaktiivisissa ympäristöissä tärkeiden materiaalien pintatilan arvioimiseen. Tämä auttaa heitä tutkimaan ja parantamaan materiaaleja energiaa ja kemiallisia muunnoslaitteita varten. Argonnen kansallisen laboratorion, Slovakian Safarik-yliopiston ja Japanin Tohoku-yliopiston tutkijat käyttivät Braggin koherenttidiffraktiokuvausta (BCDI) seuratakseen Pt-Ni-nanohiukkasten pintojen atomitason jännitystä, kun niitä käsiteltiin sähkökemiallisesti. Tämän menetelmän avulla tutkijat voivat määrittää muodon, koostumuksen ja atomivälit todellisissa ympäristöissä, joissa materiaalia käsitellään tai käytetään. He tarkkailivat elastista jännitystä peräkkäisten voltametristen syklien aikana nestemäisessä elektrolyytissä Ni-liukenemisen funktiona, kuten pääteltiin BCDI:n kolmiulotteisista kuvista ja keskimääräisten hilavakioiden mittauksista. Tulokset osoittavat, että korkeammat alkuperäisen Ni-koostumuksen tasot johtivat enemmän liukenemiseen ja korkeampaan puristusjännitykseen pinnalla. Käsittely johti ydin-kuorirakenteeseen, jossa Pt-rikas kuori ympäröi Ni-rikasta ydintä. Nämä tulokset auttavat selittämään, miksi happimolekyylit voidaan helpommin muuttaa reaktiivisiksi ioneiksi Pt-Ni-nanohiukkasilla verrattuna puhtaisiin Pt-nanohiukkasiin. Jännitys, joka korreloi seostuksen kanssa, voi muuttaa happivarauksen siirron kannalta tärkeiden absorptiokohtien muotoa ja elektronirakennetta.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. Autot / sähköautot, hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• BlockOffsets. Ympäristövastuun omistuksen nykyaikaistaminen. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63406.php