Publication detail

Revealing Catalytic Properties of Palladium/Gold Systems toward Hydrogen Evolution, Oxidation, and Absorption with Scanning Electrochemical Microscopy

Year: 2025

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: ACS Catalysis

Publisher name: American Chemical Society

Place: Washington

Page from-to: 9035-9046

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Odhalení katalytických vlastností systémů palladium/zlato směrem k vývoji vodíku, oxidaci a absorpci pomocí rastrovací elektrochemické mikroskopii	Palladium (Pd) je aktivní katalyzátor pro různé reakce, jako jsou reakce vývoje vodíku (HER) a oxidace vodíku (HOR). Jeho aktivitu však lze dále optimalizovat zavedením efektů napětí a ligandů z depozice Pd na vhodné substráty, jako je zlato (Au). V této studii používáme skenovací elektrochemickou mikroskopii (SECM) ke zkoumání katalytických vlastností takových systémů Pd/Au. Pro HER byla submonovrstva Pd (PdML) elektrochemicky nanesena na polovinu polykrystalického (pc) Au substrátu pomocí podnapěťové depozice (UPD). Měření lokalizované aktivity odhalila zlepšenou kinetiku HER pro atomy Pd na hranici Pd/Au v 0,1 M HClO4. V důsledku toho byla pomocí depozice atomární vrstvy (ALD) syntetizována sada vzorků Pd/Au se zvyšující se hustotou hranic Pd/Au. Tyto usazeniny Pd získané metodou ALD mají ve srovnání se submonovrstvou větší tloušťku, což činí tvorbu hydridů termodynamicky životaschopnou. Z tohoto důvodu byly vzorky zkoumány na absorpční aktivitu HOR/H pomocí redoxní kompetiční metody (RC). Zdůrazňujeme vliv kationtů v elektrolytech 0,1 M AMOH (AM = Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) na absorpční aktivitu HOR/H, přičemž vyšší aktivity vykazují větší kationty: jLiOH < jNaOH < jKOH < jRbOH < jCsOH. Z prostorového a časového rozlišení aktivity jsou identifikovány aktivní skvrny, které se s časem rozšiřují a snižují se koncentrací vodíku v elektrolytu. Další experimenty s laserově indukovaným proudovým přechodem (LICT) potvrzují závislost mezi kationty a elektrokatalytickou aktivitou pozorovanou pomocí RC-SECM.	skenovací elektrochemická mikroskopie; reakce oxidace vodíku; reakce vývoje vodíku; tvorba hydridů; monovrstva; nanostruktury; palladium
eng	Revealing Catalytic Properties of Palladium/Gold Systems toward Hydrogen Evolution, Oxidation, and Absorption with Scanning Electrochemical Microscopy	Palladium (Pd) is an active catalyst for various reactions, such as hydrogen evolution (HER) and hydrogen oxidation (HOR) reactions. However, its activity can be further optimized by introducing strain and ligand effects from Pd deposition onto suitable substrates like gold (Au). In this study, we use scanning electrochemical microscopy (SECM) to investigate the catalytic properties of such Pd/Au systems. For the HER, a sub-monolayer of Pd (Pd-ML) was electrochemically deposited onto half of a polycrystalline (pc) Au substrate with underpotential deposition (UPD). The localized activity measurements revealed improved HER kinetics for Pd atoms at the Pd/Au border in 0.1 M HClO4. As a consequence, a set of Pd/Au samples with increasing density of Pd/Au borders was synthesized by atomic layer deposition (ALD). These ALD Pd deposits have an increased thickness compared to a sub-monolayer, which makes hydride formation thermodynamically viable. Because of this, the samples were investigated for the HOR/H absorption activity using the redox competition (RC) mode. We highlight the influence of cations in 0.1 M AMOH (AM = Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) electrolytes on the HOR/H absorption activity, displaying higher activities for larger cations: j(LiOH) < j(NaOH) < j(KOH) < j(RbOH) < j(CsOH). From the spatial and temporal resolution of the activity, active spots are identified, which expand with time and diminishing hydrogen concentration in the electrolyte. Additional laser-induced current transient (LICT) experiments confirm the dependency between cation and electrocatalytic activity observed with RC-SECM.	scanning electrochemical microscopy; hydrogen oxidationreaction; hydrogen evolution reaction; hydride formation; monolayer; nanostructures; palladium

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links