Onderzoekers onder leiding van prof. Huang Qing van het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben, in samenwerking met onderzoekers van het Zhejiang Instituut van de Universiteit van Tianjin en de Universiteit van Linköping, Zweden, een algemene A-site voorgesteld legeringsstrategie voor de bereiding van MAX-fasen met edelmetalen.

Het werk is gepubliceerd in Matter .

MAX-fasen vormen een familie van ternair gelaagde overgangsmetaalcarbiden die veel aandacht hebben getrokken als structurele materialen voor hoge temperaturen. Onderzoekers hebben de soorten atomen in A-sites geleidelijk uitgebreid van traditionele hoofdgroepelementen naar subgroepelementen met een driedimensionale (3D) elektronische structuur in de buitenste laag. Onderzoek naar MAX-fasen met A-site-elementen met 4d/5d-orbitale elektronische structuren is echter beperkt.

Prof. Huang en zijn collega's verdiepten zich in dit obscure vakgebied en stelden een algemene A-site legeringsstrategie voor. Deze strategie maakt de bereiding mogelijk van meer dan 100 MAX-fasen met door edelmetalen bezette elementen in de A-plaats van de kristallen vanwege de diversiteit van de chemische samenstelling en kristalstructuur van MAX-fasen.

Specifiek bezetten een of meer van de zes edelmetalen, dat wil zeggen ruthenium, rhodium, palladium, iridium, platina en goud, de A-atoomlagen, met aluminium, gallium, indium, germanium, tin en andere vaste oplossingen op de A-plaats. elementen die willekeurig worden geselecteerd. Titanium, vanadium en niobium worden gebruikt als de M-site-elementen.

Door edelmetalen bezette MAX-fasen met verschillende morfologieën werden gesynthetiseerd door de ruwe koolstofpoeders te kiezen.

Vergeleken met commerciële Pt/C vertoonde de in dit onderzoek geproduceerde Pt-bezette MAX-fase superieure katalytische prestaties voor de alkalische waterstofontwikkelingsreactie, waaronder een lagere overpotentiaal, een lagere Tafel-helling, hogere massaactiviteit en een betere cyclische stabiliteit.

De met edelmetalen bezette MAX-fasen, geproduceerd via algemene legering op de A-plaats, bieden brede toepassingsmogelijkheden in elektrokatalyse en daarbuiten.

Meer informatie: Huang Qing et al., A-site legeringsgeleid universeel ontwerp van MAX-fasen op basis van edelmetalen, Matter (2024). DOI:10.1016/j.matt.2023.12.006. www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(23)00618-5

Journaalinformatie: Kwestie

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen