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  • Nanoparticelle di Pt tappate con TaOx come catalizzatori efficienti per celle a combustibile con elettrolita polimerico

    Immagini in sezione trasversale di SEM (a, b) e BSEM (c) di Pt/TaO X catalizzatore su elettrodo GC

    Una delle sfide per la commercializzazione delle celle a combustibile a elettrolita polimerico (PEFC) è lo sviluppo di nuovi catalizzatori catodici per la reazione di riduzione dell'ossigeno (ORR) che mostrino un'attività e una durata superiori rispetto ai catalizzatori al platino (Pt) convenzionali (Pt/C).

    Qui, Zaenal Awaludin, Takeo Ohsaka, e colleghi del Dipartimento di Chimica Elettronica riportano lo sviluppo di TaO X (ossido di tantalio) nanoparticelle di Pt ricoperte da nanoparticelle (Pt/TaO X ) che possiedono un'attività e una durata maggiori rispetto a un catalizzatore al Pt da solo.

    Il catalizzatore Pt/TaOx ha una struttura unica che comprende nanoparticelle di Pt ricoperte di TaOx. Le strutture di Pt/TaOx sono state preparate mediante elettrodeposizione di nanoparticelle di TaOx seguite da nanoparticelle di Pt su elettrodi di carbonio vetroso (GC).

    La superficie elettrochimicamente attiva (ECAS) del TaO X il catalizzatore di nanoparticelle di Pt con cappuccio è circa un quarto di quello del Pt/C , ma la sua attività ORR è quasi paragonabile a quella del Pt/C e la sua durata è circa 8 volte superiore rispetto al Pt/C.

    L'assemblaggio unico del TaO X catalizzatore di nanoparticelle di Pt incappucciato in cui le nanoparticelle di Pt sono stabilizzate dimensionalmente dal TaO poroso X potrebbe impedire l'aggregazione e la dissoluzione delle nanoparticelle di Pt. L'aumento dell'attività ORR è attribuito a fattori che includono un favorevole adsorbimento di O 2 molecole per 4e-ORR come risultato di un effetto spillover che può alleviare l'effetto di avvelenamento delle specie OHad sulla superficie del Pt; abbassare il pH locale in prossimità delle nanoparticelle di Pt; ed interazione elettronica tra nanoparticelle di Pt e TaO X .

    Illustrazioni schematiche di (a) TaO X nanoparticelle di Pt incappucciate all'interno di un TaO X struttura, (b) formazione del legame di Ta con GC e Pt, e (c) O 2 adsorbimento su Pt-TaO X superficie

    il TaO X le nanoparticelle di Pt con cappuccio hanno una struttura dimensionalmente stabile e dovrebbero essere un promettente elettrocatalizzatore per l'ORR nei PEFC.


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