Page 74 - Korniy_dyser

74

комірок [157]. У зв’язку з цим вивчення процесів взаємодії атомарного та
молекулярного кисню з поверхнею наночастинок платини є особливо

актуальним. На сьогодні встановлено, що бінарні наночастинки платини з
деякими металами, зокрема залізом, кобальтом або нікелем, суттєво

сприяють підвищенню швидкості відновлення кисню на катоді [158]. Однак
дотепер не цілком зрозумілий механізм активації процесу відновлення кисню

на подібних бінарних системах, зокрема, послідовність елементарних

хімічних та електрохімічних стадій цього процесу. З іншого боку слід

враховувати відомий принцип Paul Sabatier (Сабатьє) [159] – взаємодія між

поверхнею каталітичного електрода та адсорбованою частинкою має бути не

надто сильною, але й не дуже слабкою. Якщо взаємодія занадто слабка,

адсорбованому компоненту не вдасться утворити зв’язок з поверхнею і

реакція не пройде. З іншого боку, якщо взаємодія занадто сильна, поверхня

блокуватиметься складниками, що не дисоціюють, отруюючи каталізатор.

Більшість металів, які використовують для створення бінарних

наночастинок є перехідними, тобто вони мають електронні вакансії або

неспарені електрони на d-оболонках. Наявність таких електронів пояснює

утворення сильних зв’язків з компонентами середовища, особливо з О 2, який

також містить неспарені електрони і утворює ковалентні зв’язки на додаток

до іонних. Крім того, перехідні метали мають високу температуру сублімації,

що сприяє адсорбції складників середовища, оскільки атоми металу прагнуть

залишитися в кристалічній ґратці, а утворення оксиду вимагає виходу з неї.

Утворення хімічних зв’язків під час адсорбції кисню перехідними металами

вимагає великої енергії, тому такі плівки називають хемосорбційними, на

відміну від низькоенергетичних плівок.

Окисненню передує швидка фізична адсорбція кисню, вслід за якою з

меншою швидкістю відбувається хемосорбція атомів кисню.

Хемосорбований кисень, у свою чергу, взаємодіє з металом з утворенням

оксиду металу. Кількість утвореного оксиду лімітується хемосорбцією.

–
Кисень адсорбується на металах у вигляді молекул, атомів та іонів: О 2, О 2 ,