Auf dem Weg zu größtmöglicher Effizienz bei der katalytischen Nutzung von Edelmetallen: atomar dispergiertes Oberflächen‐Platin1. (11th June 2014)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Bruix, Albert; Lykhach, Yaroslava; Matolínová, Iva; Neitzel, Armin; Skála, Tomáš; Tsud, Nataliya; Vorokhta, Mykhailo; Stetsovych, Vitalii; Ševčíková, Klára; Mysliveček, Josef; Fiala, Roman; Václavů, Michal; Prince, Kevin C.; Bruyère, Stéphanie; Potin, Valérie; Illas, Francesc; Matolín, Vladimír; Libuda, Jörg; Neyman, Konstantin M.
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 126:Number 39(2014)
• Page Start: 10693
• Page End: 10698
• Publication Date: 2014-06-11
• Subjects: Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.201402342
• Languages: German
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

<abstract abstract-type="main" xml:lang="de"> <title>Abstract</title> <p>Platin ist das am vielseitigsten eingesetzte Element in der Katalyse. Allerdings begrenzt der hohe Preis des Edelmetalls die Verwendung in vielen Bereichen, z. B. in Katalysatormaterialien für Brennstoffzellen. Trotzdem nutzen konventionelle Katalysatoren oftmals nur einen Bruchteil ihres Pt‐Gehaltes, nämlich diejenigen Atome, die sich auf der Oberfläche des Katalysators befinden. Eine effizientere Edelmetallnutzung setzt somit eine höhere, bevorzugt atomare Dispersion der Pt‐Atome auf der Oberfläche voraus. Tatsächlich ist es möglich, solche atomar dispergierten Pt‐Spezies mit sehr hoher Stabilität auf einer Katalysatoroberfläche herzustellen. Mithilfe von DFT‐Rechnungen identifizieren wir ein spezifisches Strukturmerkmal solcher Systeme, eine sogenannte Cerdioxid‐"Nanotasche", die Pt²⁺‐Ionen so stabilisiert, dass diese sowohl thermischem Sintern als auch einer Diffusion in tiefere Katalysatorebenen widerstehen. Die theoretisch vorhergesagte außerordentliche Stabilität wurde experimentell an Modellkatalysatoren verifiziert. In realen Pt‐CeO₂‐Nanomaterialien, die tatsächlich eine sehr hohe katalytische Aktivität in Brennstoffzellen zeigen, identifizieren wir diese Bindungsstellen ebenfalls. Die so erhaltenen neuen Materialien können dazu beitragen, den Bedarf an Edelmetallen für Katalysatormaterialien erheblich zu reduzieren.</p> </abstract>