Le platine est sans doute le matériau électrocatalyseur le plus important, non seulement parce que c'est le meilleur catalyseur à élément unique dans une variété de réactions électrocatalytiques importantes, mais aussi en raison de sa stabilité relativement élevée. Cependant, dans l'environnement corrosif des systèmes d'électrocatalyse réels, comme les piles à combustible, même le platine peut se dégrader structurellement. De plus, la présence d'espèces fortement adsorbantes, en particulier le monoxyde de carbone (CO), peut augmenter considérablement ces effets de dégradation.

Une équipe dirigée par le professeur Chen Yanxia de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) du CAS, en coopération avec le professeur Olaf Magnuseen, ont rapporté des observations vidéo-STM in situ de défauts ponctuels supplémentaires en présence de cette couche dynamique de CO. Les observations STM présentées dans ce travail donnent un aperçu direct de leur comportement dynamique et de leurs mécanismes de formation. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Communications chimiques le 17 juin.

Le CO adsorbé est connu pour interagir avec les électrodes de Pt, provoquant une relaxation des atomes de surface de Pt et un affaiblissement de la liaison Pt-Pt. Des études de microscopie à effet tunnel (STM) in situ du Pt (111) en présence de CO dissous ont révélé que les désordonnés initialement étaient transformés en étapes parfaitement droites (111) par cycle potentiel dans le régime d'oxydation du CO. Le CO peut augmenter la mobilité de surface du Pt pendant l'oxydation du CO, ce qui peut réduire le nombre de sites disponibles faiblement coordonnés, conduisant à une restructuration des échelons Pt.

Dans le travail précédent de l'équipe, ils ont étudié la dynamique structurelle à l'échelle atomique des couches de CO sur des électrodes de Pt (111) dans 0,1 M H saturé de CO 2 DONC 4 en utilisant la microscopie à effet tunnel (STM) et la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) in situ.

Dans les travaux récents, leurs résultats vidéo-STM de Pt(111) en CO-saturé 0,1 M H 2 DONC 4 a révélé des défauts spécifiques au sein de l'adlayer apparent (1 × 1)-CO, que nous attribuons aux postes vacants dans la couche de Pt la plus élevée. La présence de ces lacunes de Pt ainsi que les fluctuations observées aux échelons de Pt montrent que même dans des conditions très bénignes, c'est à dire., pour la surface d'électrode de Pt(111) particulièrement stable dans le régime de préoxydation du CO, la présence de CO peut induire une certaine dégradation structurelle.

Ainsi, Le CO peut affecter la stabilité des électrocatalyseurs Pt déjà à des potentiels aussi bas que 0,30 VAg/AgCl, ce qui, par exemple, peut être pertinent dans les piles à combustible au méthanol direct. Les données à l'échelle atomique obtenues par vidéo-STM fournissent des informations fondamentales sur les relations structure-activité et structure-stabilité, ce qui peut contribuer à la conception basée sur les connaissances de meilleurs électrocatalyseurs Pt.

En outre, leurs résultats montrent que pour les systèmes appropriés, la dynamique des défauts ponctuels des électrodes individuelles, comme les postes vacants, peuvent être directement étudiées dans un environnement électrochimique.

Le comportement dynamique observé suggère une interaction complexe entre le CO adsorbé et les lacunes de surface qui devrait également affecter la réactivité électrochimique du CO et doit être explorée dans de futures études expérimentales et théoriques.