Síntesis de luz de impresión de electrodos de óxido de indio y estaño nanostructurados de platino para investigación energética

Resumen La síntesis de luz de impresión es un nuevo concepto para la fabricación in situ a gran escala de nanopartículas y estructuras en sustratos grandes. Aquí, se sintetizan nanopartículas de Pt en diapositivas de vidrio recubiertas de óxido de indio y estaño (ITO) utilizando una combinación de impresión por chorro de tinta y curado fotónico operado en condiciones ambientales y con bajo uso de material. Una tinta formulada a base de ácido cloroplatinico proporciona un chorro estable y reproducible, optimiza la interacción tinta-sustrato y permite un secado rápido de la tinta para crear películas precursoras delgadas bien definidas que actúan como nanoreactores. La carga del precursor se controla con precisión mediante los parámetros de impresión. Luego, un pulso breve de luz de una lámpara de flash Xe convierte completamente la película de precursor de Pt impresa en nanopartículas de Pt puras. La cobertura óptima del precursor es de aproximadamente 1 µg mm −2 de Pt consumiendo tan solo ≈50 nL mm −2 de tinta. No se utilizan agentes reductores ni de recubrimiento, resultando en nanopartículas de Pt puras (tamaño promedio de 30 nm) y agregados de tamaño micrométrico. Las nanostructuras están bien adheridas al sustrato de ITO y muestran un rendimiento electroquímico estable para la reacción de reducción de oxígeno. Se presenta y discute la optimización rápida y rentable del proceso en términos de formulación de tinta, pretratamiento del sustrato, resolución de impresión por chorro de tinta y post-procesamiento para la fabricación rápida de electrodos de ITO recubiertos de nanopartículas y micropartículas de Pt.