Elektrokatalyse einzelner, auf der Spitze einer Kohlenstoff‐Nanoelektrode platzierter Co3O4‐Nanopartikel. (14th December 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Quast, Thomas; Aiyappa, Harshitha Barike; Saddeler, Sascha; Wilde, Patrick; Chen, Yen‐Ting; Schulz, Stephan; Schuhmann, Wolfgang
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 7(2021)
• Page Start: 3619
• Page End: 3624
• Publication Date: 2020-12-14
• Subjects: Co3O4 -- Einzelpartikelelektrochemie -- Einzelpartikel-Immobilisierung -- Elektrokatalyse -- Kohlenstoff-Nanoelektroden; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202014384
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Nanoelektrochemische Werkzeuge sind entscheidend für das Verständnis bei der Untersuchung einzelner Katalysatornanopartikel. Die Bestimmung der intrinsischen elektrokatalytischen Aktivität eines einzelnen, wohldefinierten Co3 O4 ‐Nanopartikels, das auf einer kohlenstoffbasierten Nanoelektrode immobilisiert ist, wird mittels einer effizienten SEM‐gesteuerten Robotertechnik zur Aufnahme und Platzierung eines einzelnen Katalysatorpartikels auf einer modifizierten Oberfläche einer Kohlenstoffnanoelektrode ermöglicht. Die stabile Nanoeinheit wird mittels SEM und TEM mikroskopisch untersucht und anschließend elektrochemisch charakterisiert. Die hexagonförmigen Co3 O4 ‐Nanopartikel zeigen eine größenabhängige elektrochemische Aktivität und weisen eine sehr hohe katalytische Aktivität für die Sauerstoffentwicklungsreaktion mit einer Stromdichte von bis zu 11.5 Acm −2 bei 1.92 V (vs. RHE) und einer Reaktionsgeschwindigkeit von 532±100 s −1 bei 1.92 V (vs. RHE) auf. Abstract : Eine SEM‐gesteuerte Mikromanipulatortechnik wird vorgeschlagen, um einzelne Co3 O4 ‐Nanopartikel aufzunehmen und auf der modifizierten Oberfläche einer Kohlenstoff‐Nanoelektrode zu platzieren. Damit kann die intrinsische Sauerstoffentwicklungsaktivität des Nanopartikels bei industriell relevanter Stromdichte ohne Film‐ und Ensemble‐Effekte bestimmt werden. Post‐elektrochemische TEM‐Analysen geben Einblick in die Strukturtransformationen während der Elektrokatalyse.