Proton uitwisseling membraan brandstofcellen zijn gedeeltelijk beperkt door de hoeveelheid en de kosten van platina in de katalysator-laag, die kan goed zijn voor de helft van de brandstofcel kosten1vereist. Brandstofcellen, zijn nanomaterialen doorgaans ontwikkeld als zuurstof vermindering van katalysatoren, aangezien de reactie kinetisch langzamer dan waterstof oxidatie. Koolstof-ondersteunde Pt nanodeeltjes worden vaak gebruikt als zuurstof vermindering van electrocatalysts als gevolg van hun hoge oppervlakte; echter ze hebben specifieke selectieve activiteit en zijn gevoelig voor duurzaamheid verliezen.
Uitgebreide dunne films bieden potentiële voordelen voor nanodeeltjes door het aanpakken van deze beperkingen. Uitgebreide Pt oppervlakken meestal produceren van specifieke activiteiten een orde van grootte groter dan nanodeeltjes, door minder actief facetten en deeltje grootte effecten te beperken, en hebben aangetoond dat duurzaam onder potentieel fietsen2,3 , 4. terwijl in uitgebreide oppervlakte electrocatalysts hoge massa activiteiten zijn bereikt, zijn verbeteringen doorgevoerd hoofdzakelijk door stijgingen in specifieke activiteit en het type katalysator heeft is beperkt tot Pt met een lage oppervlakte (10 m2 g PT -1) 3 , 4 , 5.
Spontane galvanische verplaatsing combineert de aspecten van corrosie en electrodeposition6. Het proces is over het algemeen beheerst door de standaard redox-mogelijkheden van de twee metalen, en de afzetting treedt gewoonlijk op wanneer de metalen catie meer reactief dan de sjabloon is. De verplaatsing heeft de neiging voor de productie van nanostructuren die overeenkomen met de morfologie van de sjabloon. Door het toepassen van deze techniek te uitgebreide nanostructuren, kunnen Pt gebaseerde katalysatoren worden gevormd die van de hoge specifieke zuurstof vermindering van activiteit van uitgebreide dunne lagen profiteren. Door gedeeltelijke verplaatsing, kleine hoeveelheden van Pt zijn neergelegd, en materialen met hoge oppervlaktes (> 90 m2 gPt-1)7,8hebben geproduceerd.
Deze protocollen betrekken waterstof gloeien Meng Pt en Ni zones te verbeteren van zuurstof vermindering van activiteit. Een aantal studies hebben theoretisch opgericht het mechanisme en experimenteel bevestigd een legerings effect in vermindering van de zuurstof van de Pt. Modelleren en Pt-OH en Pt-O binding aan zuurstof vermindering van activiteit te correleren suggereren dat Pt kan worden verbeterd door middel van lattice compressie9,10. Pt legeringen met kleinere overgangsmetalen heeft bevestigd dat dit voordeel, en Pt-Ni is onderzocht in een aantal vormen, met inbegrip van polykristallijne, gefacetteerd elektroden, nanodeeltjes en nanostructuren11,12, 13,14.
Galvanische verplaatsing is gebruikt in de Pt-zuurstof reductie katalysator ontwikkeling met een verscheidenheid van andere sjablonen, waaronder zilver, koper en kobalt nanostructuren15,16,17. De synthese techniek is ook gebruikt in de afzetting van andere metalen en heeft electrocatalysts voor brandstofcellen, electrolyse en de elektrochemische oxidatie van alcoholen18,19,20, 21. Soortgelijke protocollen kunnen ook worden aangepast voor de synthese van nanomaterialen met een breder scala van elektrochemische toepassingen.