Der Einfluss von Unterstützung und Partikelgröße auf die platin-katalysierte Sauerstoffreduktionsreaktion

Eine Reihe von Platinablagerungen mit äquivalenten Dicken (delta) von 0,2-2,5 nm wurde auf Kohlenstoff- und reduzierten Titania (TiO(x))-Trägern durch physikalische Gasphasenabscheidung auf (10 x 10)-Arrays von Elektroden synthetisiert. Für delta < 1,0 nm entstehen diskrete Platinzentren, und das auf TiO(x) unterstützte Platin zeigt zwei ausgeprägte Eigenschaften: (a) eine starke positive Verschiebung des Potentials für die Oxidation von Monoschichten von CO mit abnehmender Pt-Ladung, die zu einer Unfähigkeit führt, das CO bei den niedrigsten Ladungen zu oxidieren, und (b) eine starke negative Verschiebung des Potentials für die Reduktion von Sauerstoff. Beide Beobachtungen können im Hinblick auf eine Erhöhung der Irreversibilität des Pt/PtO-Paares an solchen Oberflächen verstanden werden. Die gleichen Trends, obwohl signifikant schwächer, sind auch bei dem auf Kohlenstoff unterstützten Platin zu beobachten, delta < 1,0 nm, und es wird vorgeschlagen, dass das Pt/PtO-Paar auf Kohlenstoff eine zwischenliegende Kinetik zwischen Pt auf TiO(x) und Bulk-Pt zeigt. Diese Ergebnisse haben erhebliche Auswirkungen auf das Verständnis des Mechanismus der Sauerstoffreduktion auf unterstützten Pt-Katalysatoren und damit auf die Suche nach alternativen Trägern für Platin für ORR-Elektrokatalysatoren.