Page 277 - Korniy_dyser

277

На всіх нанокластерах атом кисню володіє найбільшою енергією зв’язку в
міжвузлових положеннях. Енергія адсорбції атома кисню зростає в ряді

Pt 42Co 13 (оболонкова модель) < Pt 55 < Pt 42Co 13 (пропорційна модель), що
дозволяє зробити висновок про сильне зв’язування атома кисню з поверхнею

нанокластера, на якій присутні атоми кобальту.
Таким чином, використовуючи метод теорії функціоналу густини в

кластерному наближенні, детально розглянуто процеси взаємодії

молекулярного та атомарного кисню з поверхнями бінарних нанокластерів

платини та кобальту, які проходять під час реакції електрокаталітичного

відновлення кисню на електродах паливних комірок. Незважаючи на те, що

рівень сучасних методик квантово-хімічного розрахунку та моделювання не

дозволяє повною мірою врахувати більшість процесів, які проходять на

катодах паливних комірок, отримані у даній роботі результати дозволяють

зробити низку важливих рекомендацій для прогнозування та вибору

ефективних нанокаталізаторів. Слід відмітити, що отримані результати

задовільно узгоджуються із теоретичними та експериментальними даними

стосовно підвищеної каталітичної активності бінарних наночастинок на

основі платини та кобальту [123, 124, 153, 171]. Загалом підвищену

активність таких наночастинок, зокрема бінарних Pt–Co оболонкової моделі,

пояснюють зміною міжатомних віддалей Pt–Pt за рахунок впливу атомів

кобальту підповерхневого шару [395]. Нами цей факт пов’язано із

реакційною здатністю поверхні нанокластерів до окиснення кисню та

міцністю хемосорбційного зв’язку поверхні з атомарним киснем [393], що

визначає не лише каталітичну активність, а й корозійно-морфологічну

стабільність бінарних наночастинок Pt–Co. Так, енергія активації адсорбції

О 2 на поверхні бінарного нанокластера Pt 42Co 13 оболонкової моделі вища

майже для всіх адсорбційних положень порівняно із чистим Pt 55 та бінарним

нанокластером Pt 42Co 13 пропорційної моделі (рис. 7.11) (для

чотирьохцентрових положень це значення складає 1,23 еВ для Pt 42Co 13

(оболонкова модель) та 0,97 і 0,21 еВ для Pt 55 і Pt 42Co 13 (пропорційна модель)