코어-셸 전기촉매에서 인장 격자 변형과 쌍정 결함의 결합 효과를 통한 알코올 산화 개선

초록 직접 알코올 연료 전지(DAFCs)는 전기를 생성하기 위해 알코올 산화 반응(AORs)에 의존하며, 이를 가속화하기 위해 최적화된 전자 구조를 가진 촉매가 필요하다. 여기서, 오각쌍정 Au@Ag 코어-셸 나노로드(NRs) 위에 Pd 층의 일층 성장에 대한 보고가 있으며, 이는 높은 응력이 있는 Au@AgPd 코어-셸 NRs를 합성하기 위한 것이다. Au@AgPd 나노로드(NRs)의 AgPd 셸에서의 인장 응력은 코어-셸 격자 불일치뿐 아니라 구조 내의 다섯 개 쌍정 경계에서 발생하는 쌍정 및 격자 왜곡으로부터 발생한다. 이론적 시뮬레이션은 AgPd 층의 인장 응력이 Pd 사이트의 d-밴드 중심을 페르미 레벨 쪽으로 상당히 위로 이동시켜 알코올의 표면에 대한 흡착 에너지를 현저하게 변화시키는 것을 입증한다. 높은 응력이 있는 Au@AgPd NRs는 생물량 유래 알코올(에틸렌 글리콜, 에탄올, 글리세롤)의 전기화학 산화에서 각각 18.66, 15.6, 7.90 A mg pd −1에 달하는 뛰어난 질량 활동을 보여준다. 이 값들은 상업용 Pd/C 촉매보다 각각 23.3배, 23.6배, 23.2배 더 높다. 이 응력 공학 전략은 고성능 DAFCs 구축을 위해 매우 효율적이고 다목적 촉매의 설계 및 합성을 위한 플랫폼을 설정하였다.