Niklowo-platynowy nanoskalowy rdzeń z platynową powłoką rozbija cząsteczki tlenu na użyteczne jony

27 lip 2023 (Wiadomości Nanowerk) Platyna (Pt) może działać jako katalizator do wytwarzania reaktywnych jonów tlenu do wielu zastosowań. W badaniach tych naukowcy wykorzystali metodę zwaną cyklami elektrochemicznymi do modyfikacji powierzchni nanocząstek niklu (Ni)/Pt. Następnie naukowcy zbadali cząstki za pomocą specjalistycznej techniki obrazowania metodą rozpraszania promieni rentgenowskich, która jest wyjątkowo dostosowana do badania trójwymiarowych cząstek w cieczach. Ujawniło to, że modyfikowany stop miał warstwę bogatą w Pt. Struktura tej warstwy pozostawia Pt na powierzchni nanocząstek w stężeniu większym niż byłoby to normalne w stopie Ni-Pt w masie. Technika ta ujawnia skład, kształt i odkształcenie cząstek w skali nanometrowej stosowanych w elektrodach i membranach. Wyniki badań opublikowano w nano Letters (“Electrochemically Induced Strain Evolution in Pt–Ni Alloy Nanoparticles Observed by Bragg Coherent Diffraction Imaging”). Metoda BCDI wykorzystująca spójne synchrotronowe promieniowanie rentgenowskie (schemat po lewej) do obrazowania wewnętrznych rozkładów odkształceń 3D i składu in-situ na różnych etapach elektrochemicznego rozpuszczania powierzchni niklu (schemat po prawej). (Zdjęcie: T. Kawaguchi, Argonne National Laboratory) Proces redukcji tlenu jest niezbędny w wielu zastosowaniach. Obejmuje to elektrody ogniw paliwowych, które elektrochemicznie zużywają paliwa bezpośrednio w energię elektryczną. Dotyczy to również akumulatorów metalowo-powietrznych wytwarzających energię elektryczną poprzez utlenianie metali. Pt może sterować tymi reakcjami redukcji. Zastąpienie składników Pt stopami i poprawa aktywności poprzez obróbkę powierzchniową sprawi, że takie procesy będą tańsze i bardziej wydajne. Technika rentgenowska ujawnia, jak materiał zmienia się w warunkach operacyjnych. Naukowcy mogą zastosować tę technikę w środowiskach reaktywnych do oceny stanu powierzchni podstawowych materiałów. Pomoże im to w badaniu i ulepszaniu materiałów na urządzenia do konwersji energii i substancji chemicznych. Naukowcy z Argonne National Laboratory, Uniwersytetu Safarik na Słowacji i Uniwersytetu Tohoku w Japonii wykorzystali obrazowanie dyfrakcyjne spójnej Bragga (BCDI) do monitorowania odkształceń na poziomie atomowym na powierzchni nanocząstek Pt-Ni podczas ich obróbki elektrochemicznej. Metoda ta pozwala badaczom określić kształt, skład i odstępy między atomami w rzeczywistych środowiskach, w których materiał jest przetwarzany lub wdrażany. Monitorowali odkształcenie sprężyste podczas kolejnych cykli woltametrycznych w ciekłym elektrolicie w funkcji rozpuszczania Ni, jak wywnioskowano z trójwymiarowych obrazów z BCDI i pomiarów średnich stałych sieci. Wyniki pokazują, że wyższe poziomy początkowego składu Ni skutkowały większym rozpuszczaniem i wyższymi poziomami naprężeń ściskających na powierzchni. W wyniku przetwarzania uzyskano strukturę rdzeń-powłoka z powłoką bogatą w Pt otaczającą rdzeń bogaty w Ni. Wyniki te pomagają wyjaśnić, dlaczego cząsteczki tlenu można łatwiej przekształcić w reaktywne jony na nanocząsteczkach Pt-Ni w porównaniu z czystymi nanocząstkami Pt. Odkształcenie skorelowane z Dealloyingiem może zmienić kształt i strukturę elektronową miejsc absorpcji ważnych dla przenoszenia ładunku tlenu.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Motoryzacja / pojazdy elektryczne, Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Przesunięcia bloków. Modernizacja własności offsetu środowiskowego. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63406.php