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미래의 재생 가능 에너지 시스템을 위한 효과적이고 저렴한 수소 발생 반응 (HER) 전극 촉매의 개발이 매우 요구됩니다. 플래티넘 기반 물질은 HER을 촉매하는 가장 활성이 높은 전극 촉매이지만, 플래티넘의 높은 가격과 희소성 때문에 Pt의 사용을 줄이는 것이 필요합니다. 여기에서는 단일 벽 탄소 나노튜브(SWNT)의 측벽에 개별 원자 또는 수 나노미터 클러스터 형태로 Pt를 의사 원자 규모로 분산시키는 것을 간단하고 쉽게 확장 가능한 전기 도금 방법으로 달성합니다. 미량의 Pt로 활성화된 이 SWNT들은 상업적인 Pt/C와 유사한 활성을 보이면서, 양성자 교환 막 기술에 필요한 산성 조건에서 HER을 촉매하기 위한 현저히 높은 (∼66–333배) Pt 적재량을 exhibit합니다. 이러한 촉매는 SWNT의 측벽에 분산된 몇 개에서 수십 개의 Pt 원자로 주로 구성된 의사 원자 규모 Pt 시스템과 유사합니다. 전극 표면에서 Pt 적재량은 단지 0.19–0.75 원자 %이고, Pt 순환 전극 전류도에 대한 특징적인 피크는 검출되지 않습니다. 원자 분산은 표면 활성 원자 위치의 비율을 증가시켜, 높은 촉매 활성을 달성하기 위해 현저히 낮은 Pt 적재량이 필요하게 합니다. 밀도 함수 이론(DFT) 계산은 SWNT가 그래핀에 비해 Pt 원자를 고정하는 촉매 지지체로서 더 높은 능력을 보여, 원자 분산을 제공합니다. 게다가, 벌크 Pt와 유사한 Pt 원자로 활성화된 SWNT의 높은 HER 활성이 예측됩니다.
Tavakkoli et al. (금요일,)은 이 질문을 연구했습니다.