Recientemente, el grupo del profesor Guo Shaojun en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Pekín desarrolló un nuevo tipo de subnanómetro, nanoplaca de PdMo altamente curvada, debido a su analogía estructural con el grafeno, se denotó como PdMo bimetallene, y mostró un rendimiento electrocatalítico extraordinario hacia la reacción de reducción de oxígeno (ORR) en un ambiente alcalino. Cuando se utiliza como electrocatalizador de cátodo, las nanohojas de PdMo permiten un rendimiento de cambio / descarga mucho mayor en las baterías de Zn-aire y Li-aire. Este trabajo fue publicado en Naturaleza el 26 de septiembre, 2019.

Los combustibles fósiles han causado graves desafíos en la contaminación ambiental y el cambio climático, por lo tanto, pide urgentemente el desarrollo de tecnologías renovables de energía limpia que permitan un sistema energético sostenible. El almacenamiento y uso posterior de fuentes de energía renovables pero intermitentes, p.ej., solar, viento, etc., requiere un dispositivo electroquímico que permita la interconversión de electricidad y productos químicos de manera eficiente. Un aspecto clave para la eficiencia operativa del dispositivo radica en la interfaz electrodo-electrolito, en el que se producen las reacciones electroquímicas deseadas impulsadas por un electrocatalizador adecuado. En la actualidad, la falta de electrocatalizador de alto rendimiento crea un cuello de botella para la penetración de la energía renovable.

Uno de los mayores desafíos en este campo es la cinética desfavorable de la ORR, ya menudo se requieren electrocatalizadores basados ​​en metales del grupo del platino (PGM) para mejorar la actividad y durabilidad. En la última decada, la dinámica de ORR en entornos ácidos en catalizadores a base de platino se ha mejorado drásticamente mediante el ajuste de la aleación, tensión superficial, y entornos de coordinación optimizados. Sin embargo, La mejora de la actividad de esta reacción en medios alcalinos sigue siendo un desafío debido a la dificultad de lograr una fuerza de unión de oxígeno optimizada en PGM en presencia de hidróxido.

En este estudio, Se ha demostrado que el bimetalleno de PdMo es un electrocatalizador eficiente y estable para el ORR y el OER en electrolitos alcalinos, y electrodos catódicos prometedores en baterías de Zn-aire y Li-aire. La característica ultrafina del bimetalleno de PdMo permite una impresionante superficie electroquímicamente activa (138,7 m ² / gPd) y una actividad de masa hacia la ORR de 16,37 A / mgPd a 0,9 voltios frente a RHE en electrolitos alcalinos. Esta actividad de masa es 78 veces y 327 veces mayor que la de los catalizadores comerciales de Pt / C y Pd / C, respectivamente, junto con un deterioro insignificante después de los 30, 000 ciclismo acelerado. Los cálculos de la teoría funcional de la densidad muestran que se logró una energía de enlace de oxígeno optimizada en el bimetalleno de PdMo debido a una combinación de efecto de aleación, efecto de deformación y el efecto de tamaño cuántico. Se prevé que los materiales de metalileno serán muy prometedores en la electrocatálisis de energía.