Raziskovalne novice
Antifazne meje v nanodelcih iz zlitine platina-baker
10/08/2023
Raziskovalci s Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo UL so s sodelavci s Kemijskega inštituta, Instituta »Jožef Stefan« in Univerze v Novi Gorici v znanstveni reviji 'Materials Today Nano' nedavno objavili članek na temo nepravilnosti v strukturi nanodelcev iz zlitine platine in bakra.
Med nizkoogljičnimi tehnologijami za mobilnost prihodnosti veliko obetajo gorivne celice s protonsko izmenjevalno membrano. Oviro pri njihovi širši uporabi predstavlja cenovna učinkovitost katalizatorjev, ki vsebujejo drago in redko kovino platino. Da bi njeno količino čimbolj zmanjšali, a pri tem ohranili ustrezne lastnosti materiala, lahko pripravimo nanodelce iz zlitine platine s cenejšimi prehodnimi kovinami ter jih razporedimo po nosilcu, s čimer zagotovimo boljšo izrabo platine.
Nanodelci se pri tem lahko razlikujejo po velikosti, obliki, kemijski sestavi, kristalni strukturi in po množici strukturnih nepravilnosti, ki lahko nastanejo med sintezo katalizatorja. Ker ima struktura teh funkcijskih materialov pomemben vpliv na njihove lastnosti, jih je treba podrobno preučiti.
Raziskovalci so pripravili nanodelce iz zlitine platine in bakra, ki so vsebovali ponavljajoče se antifazne meje. To so dvodimenzionalne nepravilnosti v strukturi, ki povečujejo kemijski nered in lahko nastanejo med žganjem, ki je pogost korak v sintezi. Z uporabo rentgenske praškovne difrakcije so določili povprečno razporeditev teh nepravilnosti ter spremljali njihovo pojavnost pri različnih temperaturah. Z metodami EXAFS (podaljšana drobna struktura absorpcijskih robov), elektronsko difrakcijo in vrstično presevno elektronsko mikroskopijo so strukturo potrdili, katalitske lastnosti materiala pa so izmerili z rotirajočo disk elektrodo. Potrdili so, da prisotnost antifaznih mej nima negativnega vpliva na katalitsko aktivnost pri reakciji redukcije kisika.
Študija potrjuje, da je delovanje obravnavanega katalizatorja robustno na prisotnost določenih nepravilnosti v njegovi strukturi in tako predstavlja prispevek k poglobljenemu razumevanju odnosov med strukturo in lastnostmi elektrokatalizatorjev za vodikove gorivne celice.
Znanstveni članek je v odprtem dostopu na voljo na povezavi https://doi.org/10.1016/j.mtnano.2023.100377
Povzetek bistvenih rezultatov študije antifaznih mej v nanodelcih iz zlitine platina-baker.