Ny forskning publicerad i National Science Review av ett team ledd av Dr. Rong Cao och Dr. Minna Cao från Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, och Dr. Dongshuang Wu från Nanyang Technological University, Singapore, har visat den framgångsrika designen och syntesen av en serie av sub-10 nm kärna-skal nanokatalysatorer bestående av en Au-kärna och en Aux Ir1-x legeringsskal.
Förstaförfattaren Dr. Huimin Wang syntetiserade och testade systematiskt den elektrokatalytiska vattenklyvningsprestandan hos denna serie av material.
Dr Huimin Wang fann att den aktiva webbplatsen IrOx kan utformas exakt genom att modulera Au/Ir-komponenten på ytan av Au@Aux Ir1-x kärna-skal struktur. IrOx arter på Au@Aux Ir1-x ytan anses allmänt vara den aktiva arten för OER.
Däremot en för stor mängd IrOx flyttar katalysatorns d-bandscentrum nära Fermi-nivån, vilket orsakar en för stark bindningsaffinitet för intermediärer som behöver en ganska hög överpotential för OER. Synkrotronröntgenbaserade spektroskopier, elektronmikroskopi och densitetsfunktionella teoriberäkningar i kombination med elektrokemiska tester visade att ett optimalt förhållande mellan IrOx i kombination med ett lämpligt d-bandscenter ger den bästa OER-aktiviteten.
Bland dem, den inneboende aktiviteten och hållbarheten för Au@Au0,43 Ir0,57 är väsentligt förbättrade. Med en belastning på endast 0,02 mgIr /cm 2 , den är stabil i minst 320 timmar vid en hög strömtäthet på 100 mA/cm 2 .
Mer information: Huimin Wang et al, Au@AuxIr1−x metallkärna/legeringsskal nanopartiklar under 10 nm storlek som mycket hållbara katalysatorer för sur vattenklyvning, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae056
Tillhandahålls av Science China Press
