納米結構金屬表面具有新穎的物理和化學性質,激發了對多相催化、生物傳感器和電催化的科學興趣。制造過程會影響金屬納米結構的形狀和尺寸。在各種制造工藝中,電化學沉積技術廣泛用于清潔金屬納米結構。


應用該技術,由日本高等科學技術研究院 (JAIST) 副教授 Yuki Nagao 博士和 JAIST 博士生 Md. Mahmudul Hasan 領導的研究小組成功構建了具有獨特形態的 Pd 基催化劑。

堅實的一步!研究小組成功構建了具有獨特形態的 Pd 基催化劑

圖 1:獨特的圣誕樹形鈀納米結構。(圖片:JAIST)


在這項研究(ChemistrySelect,“Christmas-Tree-Shaped Palladium Nanostructures Decorated on Glassy Carbon Electrode for Ascorbic Acid Oxidation in Alkaline Condition”)中,該團隊首次成功地在GCE表面合成了圣誕樹形鈀納米結構。不使用任何添加劑的一鍋電沉積(圖 1)。


受控電沉積方法產生了許多圣誕樹形鈀納米結構 (Pd/GCE) 的鋒利邊緣,增強了 AA 電氧化的催化活性。


GCE 上獨特的納米結構在 1 M KOH 溶液中表現出比未改性 GCE 優異的 AA 電催化氧化(圖 2)。在納米結構中觀察到的多個尖銳邊緣提高了電催化性能。這使基于堿性 AA 的直接液體燃料電池 (DLFC) 的構建更近了一步。


通過構建堿性 AA 基 DLFC,提高 AA 電氧化的電催化性能可以提供更清潔的能源,Hasan 解釋說。

堅實的一步!研究小組成功構建了具有獨特形態的 Pd 基催化劑

圖 2:獨特的金屬形態增強了 AA 電氧化。(圖片:JAIST)


為應對能源危機和氣候變化,迫切需要探索清潔能源。DLFC 可能因其簡單的電池設計而成為新能源的潛在候選者。AA,也稱為維生素 C,是 DLFC 的可行燃料來源。


AA 是環保的,在其電氧化過程中與綠色脫氫抗壞血酸一起產生兩個電子和兩個質子。AA 價格更便宜,因此可以廣泛用作清潔能源。


這項研究可能標志著在實現可持續發展目標方面向前邁出了堅實的一步。


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