プラチナナノ粒子の電気化学活性を高めるために、酸化チタンの電子構造を調整して

メタノール酸化反応の2倍の活性と3倍の安定性、CO酸化ピーク電位の0.12 Vの負のシフト、およびPTナノ酸化胞子型触媒のチタン酸化物支持の電子構造の電子構造を調整することにより、PTナノ粒子と比較して酸素反応電位の0.07 Vの正のシフトが達成されました。これは、酸素空孔を追加するか、フッ素をドーピングすることで達成されました。実験的傾向は、電子構造モデルのコンテキストで解釈され、Pt/Tioxシステムのサポート材料のフェルミレベルがPTフェルミレベルと反応の酸化還元電位に近い場合、電気化学活性の改善を示します。現在のアプローチは、PT/TIOXシステムのサポート材料の選択に関するガイダンスを提供し、他の金属酸化物サポート材料に適用できるため、燃料電池触媒サポートの設計と最適化に直接影響を与えます。

Two times higher activity and three times higher stability in methanol oxidation reaction, a 0.12 V negative shift of the CO oxidation peak potential, and a 0.07 V positive shift of the oxygen reaction potential compared to Pt nanoparticles on pristine TiO2 support were achieved by tuning the electronic structure of the titanium oxide support of Pt nanoparticle catalysts. This was accomplished by adding oxygen vacancies or doping with fluorine. Experimental trends are interpreted in the context of an electronic structure model, showing an improvement in electrochemical activity when the Fermi level of the support material in Pt/TiOx systems is close to the Pt Fermi level and the redox potential of the reaction. The present approach provides guidance for the selection of the support material of Pt/TiOx systems and may be applied to other metal-oxide support materials, thus having direct implications in the design and optimization of fuel cell catalyst supports.