SCOPUS
SCIE
Electrocatalytic activity of electrochemically dealloyed PdCu<sub>3</sub> intermetallic compound towards oxygen reduction reaction in acidic media
저자
Gunji, Takao ; Noh, Seung Hyo ; Ando, Fuma ; Tanabe, Toyokazu ; Han, Byungchan ; Ohsaka, Takeo ; Matsumoto, Futoshi
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
14828-14837(10쪽)
제공처
소장기관
<P>A structurally ordered phase of PdCu3 nanoparticles (NPs)/carbon black (CB), in which PdCu3 has a Cu3Au-type structure, was prepared by co-reduction of Pd and Cu precursors using ethylene glycol as a reducing agent and an annealing procedure. The obtained catalysts were characterized using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning transmission electron microscopy (STEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XRD and STEM measurements enabled us to confirm the crystal structures of both atomically disordered Pd-Cu NPs/CB and ordered intermetallic PdCu3 NPs/CB. From the TEM and EDS measurements, it was found that PdCu3 NPs are uniformly dispersed on the CB surface and the atomic ratio of Pd to Cu is 25.3 : 74.7. DFT calculations suggested that the PdCu3 NPs have a uniformly ordered structure of Pd and Cu and that Cu-free surface-structured PdCu3 NPs, which are formed by so-called electrochemical dealloying, <I>i.e.</I>, the dissolution of surface and sub-surface Cu in the ordered PdCu3 structure, exhibit superior electrocatalytic activity in the ORR in comparison with Pd NPs/CB. This catalytic activity can be explained reasonably on the basis of the measured value of the d-band center and theoretical calculations of catalyst-oxygen binding energies. Interestingly, the surface of electrochemically dealloyed PdCu3 has a lower oxygen binding energy than the Pt (111) surface (<I>i.e.</I>, the oxygen binding energy of PdCu3 was significantly decreased by electrochemical dealloying). We have found a Pd-based catalyst of which the electrocatalytic activity in the ORR may exceed that of Pt-based catalysts according to DFT calculations. In addition, the potential of PdCu3 NPs/CB as a cathode catalyst in direct methanol fuel cells is discussed briefly.</P>
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