8月18日消息,日本研究团队S.S. Das、T. Ozawa、Y. Komatsu、R. Shimizu、T. Hitosugi与K. Fukutani在arXiv发表预印本(8月16日提交,编号2608.15543),报道了对亚稳态铂氢化物薄膜中氢(氘)动力学与热稳定性的直接实验研究。

氢与过渡金属的相互作用是多相催化与氢技术的核心,铂表面的氢行为虽已被广泛研究,但氢在铂体相中的掺入与输运因溶解度极低而长期缺乏直接研究。该团队用低能离子辐照在低温下制备亚稳态PtH(D)x薄膜,实现了远超平衡浓度的氢负载。

实验给出三层结果:核反应分析(NRA)揭示非均匀的氢深度分布——近表面与膜-衬底界面两个富集区;热脱附谱(TDS)在约190K与230K出现两个脱附峰,分别对应两处位点 的氢释放;电阻弛豫测量结合双平行通道传导模型分析,显示近表面氢与近界面氢具有不同的弛豫动力学。对平均氢浓度x=0.15的PtHx,Arrhenius分析识别出两个热激活过程。

铂是燃料电池电极与加氢催化中使用最广的金属之一,氢在亚表面与体相的行为直接影响吸附活性位的可用性与氢溢流机制。非平衡氢负载的合成手段加位点分辨的表征组合,为检验铂-氢相互作用的理论模型提供了稀缺的定量实验锚点,也为低温氢存储与催化界面设计提供参考。 (来源:arXiv)