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Colloidal bimetallic platinum–ruthenium nanoparticles in ordered mesoporous carbon films as highly active electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction

  • Hydrogen features a very high specific energy density and is therefore a promising candidate for clean fuel from renewable resources. Water electrolysis can convert electrical energy into storable and transportable hydrogen gas. Under acidic conditions, platinum is the most active and stable monometallic catalyst for the hydrogen evolution reaction (HER). Yet, platinum is rare and needs to be used efficiently. Here, we report a synthesis concept for colloidal bimetallic platinum–ruthenium and rhodium–ruthenium nanoparticles (PtRuNP, RhRuNP) and their incorporation into ordered mesoporous carbon (OMC) films. The films exhibit high surface area, good electrical conductivity and well-dispersed nanoparticles inside the mesopores. The nanoparticles retain their size, crystallinity and composition during carbonization. In the hydrogen evolution reaction (HER), PtRuNP/OMC catalyst films show up to five times higher activity per Pt than Pt/C/Nafion® and PtRu/C/Nafion® reference catalysts.

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Autor*innen:René SachseORCiD, D. Bernsmeier, R. Schmack, I. Häusler, Andreas HertwigORCiD, K. Kraffert, J. Nissen, R. Kraehnert
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Catalysis Science & Technology
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.7 Materialsynthese und Design
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Jahrgang/Band:10
Ausgabe/Heft:7
Erste Seite:2057
Letzte Seite:2068
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:Bimetallic noble metal nanoparticles; Electrolysis; Hydrogen evolution reaction; Ordered mesoporous carbon; Platinum-ruthenium colloid
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Energie
Energie / Elektrische Energiespeicher und -umwandlung
Material
Material / Nano
DOI:10.1039/C9CY02285F
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-506868
ISSN:2044-4753
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
Datum der Freischaltung:27.04.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:23.04.2020
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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