Combinando la costruzione core-shell con un effetto di lega per aumentare le prestazioni catalitiche del palladio nelle reazioni di ossidazione dell'etanolo. Attestazione:YANG Jun
I ricercatori dell'Institute of Process Engineering (IPE) dell'Accademia cinese delle scienze e della Nanjing Normal University hanno recentemente segnalato una strategia per aumentare le prestazioni elettrocatalitiche del palladio (Pd) nella reazione di ossidazione dell'etanolo, la reazione anodica chiave delle celle a combustibile ad etanolo diretto (DEFC), offrendo un concetto razionale per ingegnerizzare finemente la superficie degli elettrocatalizzatori utilizzati nei dispositivi di conversione dell'energia ad alta efficienza e oltre.
Lo studio è stato pubblicato su Cell Report Scienze fisiche il 1 marzo.
I DEFC con etanolo come combustibile hanno il vantaggio di un'elevata densità di energia, bassa tossicità e facilità d'uso. Però, la mancanza di elettrocatalizzatori attivi e robusti per l'ossidazione anodica dell'etanolo ostacola il ritmo della commercializzazione.
Tipicamente, Le nanoparticelle di Au@Pd con una struttura core-shell hanno una maggiore attività e stabilità durante l'elettroossidazione dell'etanolo rispetto alle sole particelle di Pd. Sfortunatamente, la maggiore spaziatura reticolare di Au crea deformazione a trazione in sottili gusci di Pd, che mette in pericolo le loro prestazioni catalitiche rafforzando l'assorbimento degli intermedi di reazione velenosi sulle loro superfici.
"Un design razionale che sfrutti appieno le architetture core-shell e contemporaneamente inibisca l'effetto di trazione reticolare nei gusci di Pd indotto dai nuclei di Au sarebbe sicuramente favorevole per migliorare ulteriormente le loro prestazioni nell'elettro-ossidazione delle molecole di etanolo, " ha affermato il Prof. Yang Jun dell'IPE, il corrispondente autore dello studio.
I ricercatori hanno dimostrato questo concetto accoppiando gli effetti di lega con la costruzione del nucleo-guscio per ottimizzare le superfici dei gusci di Pd al fine di ottenere un'elettroossidazione dell'etanolo ad alta efficienza.
Gli scienziati hanno unito gli atomi di Fe in sottili gusci di Pd per compensare la loro espansione reticolare. Le valutazioni elettrochimiche mostrano che le nanoparticelle core-shell Au@FePd preparate in questo modo mostrano la più alta attività di massa e l'attività specifica per catalizzare l'elettroossidazione dell'etanolo mai osservata in un mezzo alcalino.
"Prossimo, ottimizzeremo una serie di parametri, per esempio., la dimensione del nucleo, lo spessore del guscio in lega, e la composizione dei metalli di transizione nei gusci di lega, " ha detto il Prof. Yang. In questo modo, i ricercatori sperano di creare più elettrocatalizzatori con maggiore efficienza e costi inferiori per promuovere lo sviluppo di celle a combustibile ad alcool diretto.