Oxygen electroreduction on small (< 10 nm) and {100}-oriented Pt nanoparticles

Autor(es)

Erikson, Heiki ; Antoniassi, Rodolfo M. ; Solla-Gullon, Jose ; Torresi, Roberto M. ; Tammeveski, Kaido ; Feliu, Juan M.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Electrochimica Acta; v. 403, p. 8-pg., 2022-01-20.

Resumo

Oxygen reduction reaction (ORR) was studied on {100}-oriented Pt nanoparticles with sizes from 3 to 7 nm in sulphuric acid solution. The distribution and size of nanoparticles was analysed by transmission electron microscopy and metal loading was determined by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. The synthesised nanoparticles have about 40% of Pt(100) facet and 10% Pt(111) as determined from Ge and Bi adsorption, respectively. The four Pt/C catalysts with metal loading from 25 to 38 wt% were tested for ORR activity in 0.5 M H2SO4 solution using the rotating disk electrode method. It was found that the ORR proceeds mainly via a 4-electron pathway with the rate-limiting step being the transfer of the first electron to O-2 molecule. The mass activities for ORR increase with decreasing the particle size, but specific activity has a maximum at 4.6 nm particle size. This means the most optimal {100}-oriented Pt size for ORR is around 4.6 nm in sulphuric acid solution. (c) 2021 Elsevier Ltd. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 17/15469-5 - Preparação de nanocatalisadores com morfologia controlada para aplições em purificação de hidrogênio e oxidação de hidrogênio contaminado para geração de energia elétrica
• Beneficiário: Rodolfo Molina Antoniassi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/08051-0 - Transformação da forma das nanopartículas de platina do Pt/C com íons haletos para aplicações eletroquímicas
• Beneficiário: Rodolfo Molina Antoniassi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/26308-7 - Otimização das propriedades físico-químicas de materiais nano-estruturados e suas aplicações em reconhecimento molecular, catálise e conversão/armazenamento de energia
• Beneficiário: Roberto Manuel Torresi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático