Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
Anodic TiO2 nanotube layers decorated by Pd nanoparticles using ALD: An efficient electrocatalyst for methanol oxidation

Článekopen accesspeer-reviewedpublished
dc.contributor.authorBawab, Bilal
dc.contributor.authorThalluri, Sitaramanjaneya Mouli
dc.contributor.authorRodriguez Pereira, Jhonatan
dc.contributor.authorSopha, Hanna Ingrid
dc.contributor.authorZazpe, Raul
dc.contributor.authorMacák, Jan
dc.date.accessioned2023-07-12T13:15:15Z
dc.date.available2023-07-12T13:15:15Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractHerein, we report the performance of Pd nanoparticles (NPs) prepared by Atomic Layer Deposition (ALD) as a catalyst for methanol electro-oxidation. Pd NPs were decorated onto anodic TiO2 nanotube (TNT) layers as supporting material that possess a large available surface area and direct electrical contact via the underlying titanium foil. Different Pd loadings (150 - 300 - 450 - 600 ALD cycles) show different particles sizes ranging between 7 and 12 nm, as revealed by transmission electron microscopy. Coalescence dominated visibly from 450 ALD cycles, which led to a porous Pd layer all along the TNT walls rather than the growth of individual particles. Electrocatalytic performance was investigated by cyclic voltammetry (CV), where the catalytic activity increased proportional with Pd loading up to the highest values for 400 and 450 cycles, whereas a further increase in the number of ALD cycles (N-ALD) did not show any additional improvement in methanol oxidation current densities. TNT layers decorated with 400, 450 and 600 Pd ALD cycles show featureless curves suggesting complete anti-poisoning ability or possibly a proof of a direct conversion from CH3OH to CO2 (without any intermediate byproducts). The lack of an oxidation peak during the anodic scan and therefore a reduction peak during the cathodic scan, confirms Pd NPs (stabilized by TiO2) efficiently utilize OHads and chemisorbed CH3OH in a way that its CO poisoning was inhibited. As a result, the tuned high surface area TNT layers exhibited excellent performance as a supporting material for Pd NPs against formation of electrochemical poisoning species. Finally, the mechanism of the TNT layers interaction with Pd NPs, which led to the propelling methanol oxidation reaction without loss in performance over cycling is postulated.eng
dc.description.abstract-translatedV této práci je zkoumám potenciál nanočástic Pd (NP) připravených depozicí atomárních vrstev (ALD) jako katalyzátoru pro elektrooxidaci methanolu. Pd NP byly dekorovány na anodické TiO2 nanotrubicové (TNT) vrstvy jakožto na nosný materiál, který má velkou dostupnou povrchovou plochu a přímý elektrický kontakt přes podkladovou titanovou fólii. Různá množství deponovaného Pd (s využitím 150 - 300 - 450 - 600 cyklů ALD) vykazují různé velikosti částic - v rozmezí od 7 do 12 nm, jak odhalila transmisní elektronová mikroskopie. Koalescence dominovala viditelně od 450 cyklů ALD, což vedlo k porézní vrstvě Pd podél stěn TNT, spíše než k růstu jednotlivých částic. Elektrokatalytický výkon byl zkoumán pomocí cyklické voltametrie (CV), kde se katalytická aktivita zvyšovala úměrně s množstvím Pd až na nejvyšší hodnoty pro 400 a 450 cyklů, zatímco další zvýšení počtu cyklů ALD (N-ALD) neprokázalo žádné další zlepšení v hustotě proudu oxidace methanolu. Vrstvy TNT zdobené cykly 400, 450 a 600 Pd ALD vykazují nevýrazné křivky naznačující úplnou schopnost materiálu odolat katalytické otravě nebo možná důkaz přímé konverze z CH3OH na CO2 (bez jakýchkoli meziproduktů). Absence oxidačního píku během anodického skenu, a tedy redukčního vrcholu během katodického skenu, potvrzuje, že Pd NP (stabilizované TiO2) účinně využívají OHads a chemisorbovaný CH3OH takovým způsobem, že jejich otrava přes CO byla inhibována. Výsledkem je, že vyladěné TNT vrstvy s velkým povrchem vykazovaly vynikající výkon jako podpůrný materiál pro Pd NP proti tvorbě elektrochemických katalytické otravě. Nakonec je postulován mechanismus interakce vrstev TNT s Pd NP, který vedl k hnací oxidační reakci methanolu bez ztráty výkonu během cyklování.cze
dc.formatp. 141044eng
dc.identifier.doi10.1016/j.electacta.2022.141044
dc.identifier.issn0013-4686
dc.identifier.obd39887981
dc.identifier.scopus2-s2.0-85136269794
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/81230
dc.identifier.wos000848145000001
dc.language.isoeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.project.IDLM2018103/Výzkumná infrastruktura CEMNATcze
dc.publicationstatuspublishedeng
dc.publisherElsevier Scienceeng
dc.relation.ispartofElectrochimica Acta, volume 429, issue: Octobereng
dc.relation.publisherversionhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468622012014
dc.rightsopen accesseng
dc.rights.licenceCC BY-NC-ND 4.0
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectTiO2 nanotube layerseng
dc.subjectPd nanoparticleseng
dc.subjectatomic layer depositioneng
dc.subjectelectrocatalysiseng
dc.subjectmethanol electro-oxidationeng
dc.subjectvrstvy nanotrubičekcze
dc.subjectTiO2cze
dc.subjectPd nanočásticecze
dc.subjectdepozice atomárních vrstevcze
dc.subjectelektrokatalýzacze
dc.subjectelektrooxidace metanolucze
dc.titleAnodic TiO2 nanotube layers decorated by Pd nanoparticles using ALD: An efficient electrocatalyst for methanol oxidationeng
dc.title.alternativeAnodické vrstvy nanotrubic TiO2 dekorované nanočásticemi Pd pomocí ALD: Účinný elektrokatalyzátor pro oxidaci metanolucze
dc.typeArticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
1-s2.0-S0013468622012014-main.pdf
Velikost:
7.56 MB
Formát:
Adobe Portable Document Format