Vaš brskalnik ne omogoča JavaScript!
JavaScript je nujen za pravilno delovanje teh spletnih strani. Omogočite JavaScript ali pa uporabite sodobnejši brskalnik.
Nacionalni portal odprte znanosti
Odprta znanost
DiKUL
slv
|
eng
Iskanje
Brskanje
Novo v RUL
Kaj je RUL
V številkah
Pomoč
Prijava
Metal–support interaction between titanium oxynitride and Pt nanoparticles enables efficient low-Pt-loaded high-performance electrodes at relevant oxygen reduction reaction current densities
ID
Hrnjić, Armin
(
Avtor
),
ID
Kamšek, Ana Rebeka
(
Avtor
),
ID
Bijelić, Lazar
(
Avtor
),
ID
Logar, Anja
(
Avtor
),
ID
Maselj, Nik
(
Avtor
),
ID
Smiljanić, Milutin
(
Avtor
),
ID
Trputec, Jan
(
Avtor
),
ID
Vovk, Natan
(
Avtor
),
ID
Pavko, Luka
(
Avtor
),
ID
Ruiz-Zepeda, Francisco
(
Avtor
),
ID
Bele, Marjan
(
Avtor
),
ID
Jovanovič, Primož
(
Avtor
),
ID
Hodnik, Nejc
(
Avtor
)
PDF - Predstavitvena datoteka,
prenos
(7,96 MB)
MD5: FFCF7DEA91A4FE51A12E2C4BEFF23563
URL - Izvorni URL, za dostop obiščite
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c03883
Galerija slik
Izvleček
In the present work, we report on a synergistic relationship between platinum nanoparticles and a titanium oxynitride support (TiO$_x$N$_y$/C) in the context of oxygen reduction reaction (ORR) catalysis. As demonstrated herein, this composite configuration results in significantly improved electrocatalytic activity toward the ORR relative to platinum dispersed on carbon support (Pt/C) at high overpotentials. Specifically, the ORR performance was assessed under an elevated mass transport regime using the modified floating electrode configuration, which enabled us to pursue the reaction closer to PEMFC-relevant current densities. A comprehensive investigation attributes the ORR performance increase to a strong interaction between platinum and the TiO$_x$N$_y$/C support. In particular, according to the generated strain maps obtained via scanning transmission electron microscopy (STEM), the Pt-TiO$_x$N$_y$/C analogue exhibits a more localized strain in Pt nanoparticles in comparison to that in the Pt/C sample. The altered Pt structure could explain the measured ORR activity trend via the d-band theory, which lowers the platinum surface coverage with ORR intermediates. In terms of the Pt particle size effect, our observation presents an anomaly as the Pt-TiO$_x$N$_y$/C analogue, despite having almost two times smaller nanoparticles (2.9 nm) compared to the Pt/C benchmark (4.8 nm), manifests higher specific activity. This provides a promising strategy to further lower the Pt loading and increase the ECSA without sacrificing the catalytic activity under fuel cell-relevant potentials. Apart from the ORR, the platinum-TiO$_x$N$_y$/C interaction is of a sufficient magnitude not to follow the typical particle size effect also in the context of other reactions such as CO stripping, hydrogen oxidation reaction, and water discharge. The trend for the latter is ascribed to the lower oxophilicity of Pt-based on electrochemical surface coverage analysis. Namely, a lower surface coverage with oxygenated species is found for the Pt-TiO$_x$N$_y$/C analogue. Further insights were provided by performing a detailed STEM characterization via the identical location mode (IL-STEM) in particular, via 4DSTEM acquisition. This disclosed that Pt particles are partially encapsulated within a thin layer of TiO$_x$N$_y$ origin.
Jezik:
Angleški jezik
Ključne besede:
oxygen reduction reaction
,
titanium oxynitride support
,
metal−support interaction
,
floating electrode
,
4DSTEM
,
electrodes
,
metal nanoparticles
,
oxides
,
platinum
,
redox reactions
Vrsta gradiva:
Članek v reviji
Tipologija:
1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:
FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:
Objavljeno
Različica publikacije:
Objavljena publikacija
Leto izida:
2024
Št. strani:
Str. 2473–2486
Številčenje:
Vol. 14, iss. 4
PID:
20.500.12556/RUL-156060
UDK:
620.1/.2
ISSN pri članku:
2155-5435
DOI:
10.1021/acscatal.3c03883
COBISS.SI-ID:
187187459
Datum objave v RUL:
06.05.2024
Število ogledov:
452
Število prenosov:
59
Metapodatki:
Citiraj gradivo
Navadno besedilo
BibTeX
EndNote XML
EndNote/Refer
RIS
ABNT
ACM Ref
AMA
APA
Chicago 17th Author-Date
Harvard
IEEE
ISO 690
MLA
Vancouver
:
Kopiraj citat
Objavi na:
Gradivo je del revije
Naslov:
ACS catalysis
Skrajšan naslov:
ACS catal.
Založnik:
American Chemical Society
ISSN:
2155-5435
COBISS.SI-ID:
518529817
Licence
Licenca:
CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:
To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.
Sekundarni jezik
Jezik:
Slovenski jezik
Ključne besede:
materiali
,
titan
,
reakcija redukcije kisika
,
ORR
Projekti
Financer:
ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:
P2-0393
Naslov:
Napredni materiali za nizkoogljično in trajnostno družbo
Financer:
ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:
I0-0003
Naslov:
Infrastrukturna dejavnost KI
Financer:
ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:
N2-0155
Naslov:
Sinteza in pretvorbe večkovinskih nanodelcev za elektrokatalizo
Financer:
ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:
N2-0248
Naslov:
Razumevanje vloge dopantov kot ključnega koraka k povečanju učinkovitosti katalizatorjev za tvorbo kisika
Financer:
ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:
N2-0257
Naslov:
Katalizatorji iz intermetalnih platinskih zlitin za izboljšano delovanje visokotemperaturnih PEM gorivnih celic z nižjim nanosom Pt
Financer:
ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:
J2-3041
Naslov:
In situ kvantitativna vrstična presevna elektronska mikroskopija funkcijskih materialov na atomski ravni
Financer:
ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:
J7-4637
Naslov:
4D STEM energijsko učinkovitih materialov do kvantne ravni
Financer:
EC - European Commission
Program financ.:
H2020
Številka projekta:
852208
Naslov:
Towards Nanostructured Electrocatalysts with Superior Stability
Akronim:
123STABLE
Financer:
Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:
NATO, Science for Peace and Security
Številka projekta:
G5729
Financer:
Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:
University Foundation of ing. Lenarčič Milan
Financer:
Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:
Janko Jamnik Doctoral Scholarship
Podobna dela
Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:
Nazaj