Reversibility of Pt-Skin and Pt-Skeleton Nanostructures in Acidic Media.
Following a well-defined series of acid and heat treatments on a benchmark Pt3Co/C sample, three different nanostructures of interest for the electrocatalysis of the oxygen reduction reaction were tailored. These nanostructures could be sorted into the "Pt-skin" structure, made of one pure Pt overlayer, and the "Pt-skeleton" structure, made of 2-3 Pt overlayers surrounding the Pt-Co alloy core. Using a unique combination of high-resolution aberration-corrected STEM-EELS, XRD, EXAFS, and XANES measurements, we provide atomically resolved pictures of these different nanostructures, including measurement of the Pt-shell thickness forming in acidic media and the resulting changes of the bulk and core chemical composition. It is shown that the Pt-skin is reverted toward the Pt-skeleton upon contact with acid electrolyte. This change in structure causes strong variations of the chemical composition.
†Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces, UMR 5279 CNRS/Grenoble-INP/Université de Savoie/Université Joseph Fourier, 1130 rue de la piscine, BP75, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France.
Julien
J
Durst
†Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces, UMR 5279 CNRS/Grenoble-INP/Université de Savoie/Université Joseph Fourier, 1130 rue de la piscine, BP75, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France.|‡CEA, INAC/UJF-Grenoble 1, UMR-E, SP2M, LEMMA, Minatec, 38054 Grenoble Cedex 9, France.
Miguel
M
Lopez-Haro
†Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces, UMR 5279 CNRS/Grenoble-INP/Université de Savoie/Université Joseph Fourier, 1130 rue de la piscine, BP75, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France.
Laetitia
L
Dubau
†Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces, UMR 5279 CNRS/Grenoble-INP/Université de Savoie/Université Joseph Fourier, 1130 rue de la piscine, BP75, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France.|⊥Member of the French University Institute (IUF).
Marian
M
Chatenet
†Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces, UMR 5279 CNRS/Grenoble-INP/Université de Savoie/Université Joseph Fourier, 1130 rue de la piscine, BP75, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France.
Yvonne
Y
Soldo-Olivier
#CEA, LITEN, Département des Technologies de l'Hydrogène, Laboratoire des Composants PEM, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble, France.
Laure
L
Guétaz
‡CEA, INAC/UJF-Grenoble 1, UMR-E, SP2M, LEMMA, Minatec, 38054 Grenoble Cedex 9, France.
Pascale
P
Bayle-Guillemaud
†Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces, UMR 5279 CNRS/Grenoble-INP/Université de Savoie/Université Joseph Fourier, 1130 rue de la piscine, BP75, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France.
Frédéric
F
Maillard
EELS; Pt-skeleton; Pt-skin; Pt−Co/C nanoparticles; STEM-HAADF; XAS; proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC)