Locais de átomos de Pt vizinhos em uma nanosheet de FePt ultrafina para a reação de redução de oxigênio altamente eficiente e tolerante a CO

Catalisadores de átomo único e nanostruturas bidimensionais (2D) ultrafinas exibem propriedades melhoradas devido à maior exposição de mais locais atômicos ativos e estruturas eletrônicas otimizadas. No entanto, a reação de redução de oxigênio (ORR) em células de combustível via um caminho rápido de quatro elétrons geralmente usa pelo menos dois átomos de Pt, o que não pode ser realizado em átomos de Pt isolados altamente. A síntese de um catalisador de átomo único densamente disperso com átomos adjacentes acessíveis ao mesmo tempo em uma matriz com alta área de superfície proporciona um caminho viável e, no entanto, é desafiador. Aqui, sintetizamos nanosheets de FePt ultrafinas (NSs) com 6,7% em peso de átomos de Pt dispersos vizinhos. Diferente dos catalisadores de átomo único de Pt isolados relatados, esses NSs de FePt ultrafinos enrugados com locais de Pt vizinhos adotam um caminho de redução de quatro elétrons, uma alta área de superfície eletroquimicamente ativa (ECSA) de 545,54 m² gPt–1 e uma atividade de massa 7 vezes superior a Pt/C na ORR. O desempenho melhorado resulta do uso otimizado de átomos de Pt vizinhos dispersos em um espaçamento mais compacto e expostos na superfície das folhas ultrafinas. Os átomos de Pt podem interagir sinergicamente para catalisar um processo rápido de ORR. Além disso, tanto o experimento quanto o cálculo da teoria do funcional de densidade (DFT) indicaram um desempenho excepcional de tolerância a CO deste catalisador na ORR.