p A liga é uma estratégia geral e eficiente para impulsionar a atividade catalítica dos catalisadores de Pt em direção à reação de redução de oxigênio (ORR) por meio de efeitos eletrônicos e geométricos. Além do mais, Superfícies de alto índice (HISs) de Pt também exibem atividade ORR superior, originado principalmente de átomos de etapa ou kink de baixa coordenação. Assim, uma combinação da liga e HISs seria um método promissor para desenvolver catalisadores excelentes para ORR. Contudo, o controle simultâneo da composição da liga e da exposição a HISs em nanoescala permanece um desafio. p Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Shengli Chen da Universidade de Wuhan, A China projetou um eletrocatalisador de liga de Pt-Cu nanodendrita possuindo ricos ramos espinhosos expondo n (111) x (110) HISs com uma composição graduada de PtCu ₃ @Pt ₃ Cu @ Pt. O eletrocatalisador foi obtido através de uma síntese de fase de solução modulada em atmosfera seguida de desalojamento eletroquímico. Os resultados foram publicados em Jornal Chinês de Catálise .

p Morfologia de nanodendrita de PtCu ₃ liga é obtida através do controle das atmosferas de reação, mais especificamente, aplicando inicialmente uma atmosfera oxidativa para formar nanocubos côncavos de sementes de Pt-Cu, e então mudando para uma atmosfera inerte sob a qual ocorre um crescimento explosivo de dendritos. Ao manter a atmosfera oxidativa, os cubos côncavos Pt-Cu continuam a crescer. Se inicialmente se candidatar a uma atmosfera inerte, gêmeos quíntuplos de cristais de Pt-Cu se formam para minimizar a energia da superfície. Os gêmeos quíntuplos crescem ainda mais para nanopolipods sob a atmosfera inerte, mas se transformam em cubos côncavos se mudando para uma atmosfera oxidante por causa dos deslocamentos nos gêmeos quíntuplos. O PtCu ₃ nanodendritos são circundados por uma superfície de alto índice com um grande número de etapas, com os planos (111) exibindo um espaçamento de franja de rede de 0,214 nm, o que corresponde a um encolhimento de rede de 5,3% em comparação com 0,226 nm de Pt (111).

p Desalgamento eletroquímico, realizado através de 100 ciclos de voltamograma cíclico (CV) com uma taxa de varredura de 500 mV s ^-1 entre 0,06 ~ 1,3 V (vs. RHE) em O ₂ HClO 0,1 M saturado ₄ solução, foi usado para obter catalisadores HIS com composição de gradiente a partir dos nanocristais de Pt-Cu preparados. Uma superfície rica em Pt foi obtida enquanto o HISs é retido, levando a PtCu com graduação de composição ₃ @Pt ₃ Nanodendritos de Cu @ Pt.

p A estrutura nanodendrítica e o baixo teor de Pt juntos fornecem um ECSA específico alto para melhorar a utilização de Pt, e os HISs e a composição de gradiente de catalisadores juntos fornecem uma alta atividade catalítica de redução de oxigênio. PtCu ₃ @Pt ₃ Nanodendritos de Cu @ Pt exibem excelentes atividades de massa e área de Pt para ORR em HClO 0,1 M ₄ solução, que são 15 e 24 vezes maiores do que Pt / C, respectivamente. Cálculos DFT revelam que a liga de Cu e HISs contribuíram para a atividade significativamente aumentada de Pt, e que a energia de ligação de oxigênio nos locais de etapa de HISs no PtCu ₃ @Pt ₃ Nanodendritos Cu @ Pt se aproximam do valor ideal para dar atividade ORR perto do chamado topo do vulcão.