Inti berskala nano nikel-platinum dengan cangkang platinum memecahkan molekul oksigen menjadi ion yang berguna

27 Juli 2023 (Berita Nanowerk) Platinum (Pt) dapat bertindak sebagai katalis untuk membuat ion oksigen reaktif untuk banyak aplikasi. Dalam penelitian ini, para ilmuwan menggunakan metode yang disebut siklus elektrokimia untuk memodifikasi permukaan nanopartikel Nikel (Ni)/Pt. Para ilmuwan kemudian memeriksa partikel tersebut menggunakan teknik pencitraan hamburan sinar-X khusus yang secara unik cocok untuk menyelidiki partikel tiga dimensi dalam cairan. Hal ini mengungkapkan bahwa paduan yang dimodifikasi memiliki lapisan kaya Pt. Struktur lapisan ini meninggalkan Pt pada permukaan nanopartikel, lebih terkonsentrasi daripada biasanya pada paduan Ni-Pt dalam jumlah besar. Teknik ini mengungkap komposisi, bentuk, dan regangan partikel berskala nanometer yang digunakan dalam elektroda dan membran. Penelitian ini telah dipublikasikan di Nano Letters (“Electrochemically Induced Strain Evolution in Pt–Ni Alloy Nanoparticles Observed by Bragg Coherent Diffraction Imaging”). Metode BCDI menggunakan sinar-X sinkrotron koheren (skema kiri) untuk menggambarkan regangan 3D internal dan distribusi komposisi in-situ pada berbagai tahap pelarutan permukaan nikel yang digerakkan secara elektrokimia (skema kanan). (Gambar: T. Kawaguchi, Laboratorium Nasional Argonne) Proses reduksi oksigen sangat penting dalam banyak aplikasi. Ini termasuk elektroda sel bahan bakar, yang secara elektrokimia mengonsumsi bahan bakar langsung menjadi listrik. Ini juga termasuk baterai logam-udara yang menghasilkan listrik dengan mengoksidasi logam. Pt dapat mendorong reaksi reduksi ini. Mengganti komponen Pt dengan paduan dan meningkatkan aktivitas melalui perawatan permukaan akan membuat proses tersebut lebih murah dan efisien. Teknik sinar-X mengungkapkan bagaimana material berubah dalam kondisi operasional. Para peneliti dapat menggunakan teknik ini dalam lingkungan reaktif untuk mengevaluasi keadaan permukaan bahan-bahan penting. Hal ini akan membantu mereka mempelajari dan meningkatkan bahan untuk perangkat konversi energi dan bahan kimia. Para peneliti di Laboratorium Nasional Argonne, Universitas Safarik di Slovakia, dan Universitas Tohoku di Jepang menggunakan pencitraan difraksi koheren Bragg (BCDI) untuk memantau ketegangan tingkat atom pada permukaan nanopartikel Pt-Ni saat mereka diolah secara elektrokimia. Metode ini memungkinkan peneliti untuk menentukan bentuk, komposisi, dan jarak atom di lingkungan aktual tempat suatu bahan diproses atau digunakan. Mereka memantau regangan elastis selama siklus voltametri berturut-turut dalam elektrolit cair sebagai fungsi dari pelarutan Ni, seperti yang disimpulkan dari gambar tiga dimensi dari BCDI dan dari pengukuran konstanta kisi rata-rata. Hasilnya menunjukkan bahwa semakin tinggi komposisi Ni awal mengakibatkan semakin banyak disolusi dan semakin tinggi pula regangan tekan pada permukaan. Pemrosesan tersebut menghasilkan struktur cangkang inti dengan cangkang kaya Pt yang mengelilingi inti kaya Ni. Hasil ini membantu menjelaskan mengapa molekul oksigen lebih mudah diubah menjadi ion reaktif pada nanopartikel Pt-Ni dibandingkan dengan nanopartikel Pt murni. Regangan yang berkorelasi dengan dealloying dapat mengubah bentuk dan struktur elektronik dari situs penyerapan yang penting untuk transfer muatan oksigen.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Otomotif / EV, Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63406.php