Partikel für Partikel – elektrochemische Einschlagsexperimente zur Synthese oberflächenimmobilisierter Goldnanopartikel für die Elektrokatalyse

Abstract

Wir demonstrieren die sukzessive elektrochemische Umsetzung einzelner HAuCl 4 ‐gefüllter Nanoreaktoren auf einer Kohlefaserelektrode zur Funktionalisierung mit Nanopartikeln (NP). Dabei können Größe und Anzahl der einzeln abgeschiedenen NP während des Prozesses kontrolliert werden. Zunächst werden Mizellen von enger Größenverteilung mit Metallsalz beladen. Der sporadische Einschlag dieser Mizellen auf einer polarisierten Elektrode führt zur Reduktion der Metallionen und es entsteht ein einzelner NP. Die während eines Einschlags übertragene Ladung wird gemessen und ermöglicht die operando‐Größenbestimmung des gebildeten NP. Wir zeigen dies für die Beladung von zylindrischen Kohlefaserelektroden mit 25±7 nm großen AuNP, die bereits bei niedrigen Katalysatorbeladungen eine hervorragende Leistung für die Sauerstoffreduktion (ORR) zeigen. Diese Form der Nanoeinschlagsmethode wird daher als neuer Weg zu nanopartikelmodifizierten Elektroden mit effektiver Katalysatorausnutzung vorgestellt.