A nikkel-platina nanoméretű mag platina héjjal hasítja az oxigénmolekulákat hasznos ionokká

27. július 2023. (Nanowerk News) A platina (Pt) számos alkalmazáshoz katalizátorként működhet reaktív oxigénionok előállításában. Ebben a kutatásban a tudósok az elektrokémiai ciklusnak nevezett módszert alkalmazták a nikkel (Ni)/Pt nanorészecskék felületének módosítására. A tudósok ezután a részecskéket egy speciális röntgenszórásos képalkotó technikával vizsgálták meg, amely egyedülállóan alkalmas a folyadékokban lévő háromdimenziós részecskék vizsgálatára. Ez feltárta, hogy a módosított ötvözet Pt-ban gazdag réteggel rendelkezik. Ennek a rétegnek a szerkezete Pt-t hagyott a nanorészecskék felületén, koncentráltabban, mint a normál Ni-Pt ötvözetben. A technika feltárja az elektródákban és membránokban használt nanométeres méretű részecskék összetételét, alakját és törzsét. A kutatás ben jelent meg Nano Letters („Bragg koherens diffrakciós képalkotással megfigyelt elektrokémiailag indukált alakváltozás Pt-Ni ötvözet nanorészecskékben”). BCDI módszer koherens szinkrotron röntgensugárzással (bal oldali sematikus ábra) a belső 3D alakváltozások és összetételeloszlások in situ leképezésére az elektrokémiailag vezérelt nikkelfelületi oldódás különböző szakaszaiban (jobb oldali vázlat). (Kép: T. Kawaguchi, Argonne National Laboratory) Az oxigénredukciós folyamat számos alkalmazásban elengedhetetlen. Ide tartoznak az üzemanyagcellák elektródái, amelyek elektrokémiai úton közvetlenül elektromos árammá fogyasztják az üzemanyagot. Ide tartoznak a fém-levegő akkumulátorok is, amelyek a fémek oxidálásával termelnek áramot. A Pt előidézheti ezeket a redukciós reakciókat. A Pt-komponensek ötvözetekkel való helyettesítése és az aktivitás javítása felületkezelésekkel olcsóbbá és hatékonyabbá teszi az ilyen folyamatokat. A röntgentechnika feltárja, hogyan változik az anyag működési körülmények között. A kutatók ezt a technikát reaktív környezetben használhatják az alapvető anyagok felületi állapotának értékelésére. Ez segít nekik tanulmányozni és javítani az energia- és kémiai átalakító eszközök anyagait. Az Argonne National Laboratory, a szlovákiai Safarik Egyetem és a japán Tohoku Egyetem kutatói Bragg koherens diffrakciós képalkotást (BCDI) alkalmaztak a Pt-Ni nanorészecskék felületének atomi szintű feszültségének megfigyelésére az elektrokémiai kezelés során. Ez a módszer lehetővé teszi a kutatók számára, hogy meghatározzák az alakot, az összetételt és az atomi távolságokat azokban a tényleges környezetben, ahol az anyagot feldolgozzák vagy telepítik. Megfigyelték a rugalmas deformációt az egymást követő voltammetriás ciklusok során egy folyékony elektrolitban a Ni-oldódás függvényében, amint az a BCDI háromdimenziós képeiből és az átlagos rácsállandók méréséből következtetett. Az eredmények azt mutatják, hogy a kezdeti Ni-összetétel magasabb szintje nagyobb oldódást és nagyobb nyomási feszültséget eredményezett a felületen. A feldolgozás egy mag-héj szerkezetet eredményezett, amelynek Pt-dús héja vesz körül egy Ni-dús magot. Ezek az eredmények segítenek megmagyarázni, hogy az oxigénmolekulák miért alakíthatók könnyebben reaktív ionokká Pt-Ni nanorészecskéken, mint a tiszta Pt nanorészecskék. Az elválasztással korrelált feszültség megváltoztathatja az oxigéntöltés szempontjából fontos abszorpciós helyek alakját és elektronszerkezetét.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Autóipar / elektromos járművek, Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• BlockOffsets. A környezetvédelmi ellentételezési tulajdon korszerűsítése. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63406.php