Skalierbare Bromid-ausgelöste Synthese von Pd@Pt Core–Shell-ultradünnen Nanodrähten mit verbesserter elektrokatalytischer Leistung gegenüber der Sauerstoffreduktionsreaktion

In diesem Artikel wird eine neuartige skalierbare Methode zur Herstellung von ultradünnen und einheitlichen Pd@Pt-Nanodrähten (NWs) mit kontrollierbarer Zusammensetzung und Schalendicke, hohem Aspektverhältnis und glatter Oberfläche berichtet, die durch Bromidionen über eine galvanische Austauschreaktion zwischen PtCl6(2-) und Pd-NWs ausgelöst wird. Es wurde festgestellt, dass Bromidionen eine entscheidende Rolle bei der Initiierung und Förderung der galvanischen Reaktion spielten. Die Bromidionen dienten als Kappen- und oxidierende Ätzmittel, die die Pt-Ablagerung und die Pd-Ätzung an der Oberfläche ausgleichend wirkten und somit letztendlich die Pd@Pt Core-Shell-Nanostrukturen erzeugten. Ein solches Ungleichgewicht und die Bildung von PtBr6(2-) mit geringerem Redoxpotential könnten die Reaktionsgeschwindigkeit verringern und verantwortlich für die vollständige Abdeckung einer glatten Pt-Schale sein. Die vollständige Abdeckung von Pt, das auf Pd-NWs abgelagert wird, ist wichtig für die Verbesserung der Aktivität und Stabilität, die stark vom Pt-Gehalt und der Pt-Schalendicke abhängen. Bemerkenswerterweise wiesen die Pd@Pt-NWs mit einem Pt-Gehalt von 21,2% (atomare Verhältnisse) die höchste Masseaktivität (810 mA mg(-1)(Pt)) und spezifische Aktivität (0,4 mA cm(-2)) auf. Interessanterweise stiegen die Masseaktivität (1560 mA mg(-1)(Pt)) und die spezifische Aktivität (0,98 mA cm(-2)) der Pd@Pt (21,2%) NWs nach 60k Zyklustests auf das 2,45- und 1,95-fache der Anfangswerte, 8,5- und 9,0-mal höher als die der Pt/C-Katalysatoren. Darüber hinaus lassen sich diese ultradünnen NW-Elektrokatalysatoren mit hohem Aspektverhältnis leicht zu einer freistehenden Folie formen, was den Massentransport, die elektrische Leitfähigkeit und die Strukturstabilität verbessert.