Le leghe metalliche su scala nanometrica (nanoleghe) hanno un grande potenziale nell'elettrocatalisi. L'interazione tra diversi componenti nelle nanoleghe può modificare le configurazioni elettroniche dei metalli attivi e generare effetti sinergici, aumentare le loro prestazioni in termini di attività, durabilità e selettività nelle reazioni elettrocatalitiche.

La lega con metalli di transizione economici è un modo efficace per ridurre l'uso di metalli relativamente costosi, per esempio. Pt e Pd. Generalmente, le nanoleghe composte da metalli miscibili potrebbero essere sintetizzate e adattate con metodi di chimica umida.

Però, l'ingegneria di nanoleghe composte da vari metalli immiscibili o elementi dissimili (denominate nanoleghe ad alta entropia) rimane difficile a causa delle proprietà chimiche e fisiche molto diverse.

Recentemente, Il gruppo del Prof. Mansoo Choi della Seoul National University (SNU) e il gruppo del Prof. Jun Yang dell'Institute of Process Engineering (IPE) dell'Accademia Cinese delle Scienze hanno proposto un approccio per sintetizzare nanoleghe non convenzionali per applicazioni elettrocatalitiche.

Lo studio è stato pubblicato su Questione il 17 agosto. Il Dr. Feng Jicheng della SNU e il Professore Associato Chen Dong dell'IPE sono i co-primi autori.

Hanno preparato 55 nanoleghe distinte con la dimensione media delle particelle di ca. 5nm, compreso miscibile, nanoleghe immiscibili e ad alta entropia tramite una tecnologia a sorgente di vapore, chiamato anche "mashup scintillante".

L'approccio sintetico proposto ha superato i limiti dei metodi di chimica umida per la sintesi di nanoleghe immiscibili e ad alta entropia. La composizione e la dimensione delle nanoleghe ottenute erano inoltre controllabili variando le condizioni/parametri sperimentali.

Nello specifico, beneficiando delle loro minuscole dimensioni, interazioni elettroniche tra i diversi componenti e superfici pulite, le nanoleghe contenenti Pt/Pd così come preparate hanno mostrato prestazioni superiori nell'ossidazione elettrocatalitica di metanolo ed etanolo.

Il prossimo obiettivo della ricerca si concentra sull'ottimizzazione delle nanoleghe contenenti Pt/Pd per migliorare ulteriormente le loro prestazioni nella catalizzazione di reazioni elettrochimiche nelle celle a combustibile ad alcool diretto.

"Attraverso questo modo, ci aspettiamo che sia conveniente, potrebbero essere creati elettrocatalizzatori altamente attivi e durevoli per una varietà di tecnologie di energia rinnovabile e oltre, " ha detto il prof. Yang.