利用光子混合纳米粒子催化燃料电池的重要反应

表征Ag-Pt nanocubes

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高分辨率透射电子显微镜(TEM)具有亮的图像nanocubes(左)。暗场阻止纳米颗粒的形象揭示铂(红色)的分布在银纳米颗粒(蓝色)

近年来,生长在电浆催化剂,它可以使用太阳能来驱动化学反应。然而,最好的材料吸收光子通常是无效的催化剂。但是现在美国研究人员产生纳米颗粒组成的一个电浆核心能够吸收光线,包围着一个壳,作为一种有效的催化剂。研究人员展示了纳米粒子的有效性对燃料电池反应至关重要,而且他们相信类似的纳米颗粒可以有效的其他反应。

传统催化剂通常工作指导热能通过振动模式的削弱特定债券,降低反应所需的活化能。说,这不是特别有效Suljo Linic安阿伯市密歇根大学的,因为热激发的振动模式催化剂,不仅是必要的。在电浆催化、材料吸收光子,通过所谓的电浆交互,产生高能电子可以驱动特定的反应。不幸的是,金银等金属,具有很强的电浆交互,可怜的催化剂对许多反应。相反,更多的金属,如铂和钯催化地活跃弱电浆与可见光的交互。

Linic和同事合成75纳米银纳米粒子周围每一个1纳米铂层。研究人员发现,而纯银纳米颗粒通常只是散射光子,platinum-coated纳米粒子吸收他们中的大多数,产生高能电子空穴对在铂壳。他们测试了纳米颗粒的催化能力的一氧化碳选择性氧化氢——一个重要的反应像一氧化碳有毒燃料电池如果不能从氢输入流中删除。

在纯银纳米颗粒的存在,气体混合物必须加热到200°C以上的一氧化碳氧化之前,和一氧化碳选择性几乎10%。照亮platinum-coated纳米颗粒,然而,photo-reaction约70%发生选择性在温度低至130°C。Linic强调,他们不太可能用于这个反应催化剂的工业催化剂已经存在。

说,“我认为这是开创性的工作佩德罗Camargo在巴西圣保罗大学的。“这表明我们可以嫁给一个电浆金属催化金属和使用电浆提高催化金属的催化性能。我认为这将打开更多的研究在这个领域,电浆催化到另一个水平。”Prashant耆那教徒的伊利诺伊大学香槟分校的赞扬的方式研究人员的仔细设置这两种金属,这样的功能可以单独调查”。但是他警告说,“行业没有良好的装备和找不到光融入这些化学过程的经济可行性,所以应用这种马上甚至在可预见的未来不是我看到的。