Non-Noble Electrocatalysts for O<sub>2</sub> Reduction: How Does Heat Treatment Affect Their Activity and Structure? Part I. Model for Carbon Black Gasification by NH<sub>3</sub>: Parametric Calibration and Electrochemical Validation
Notice bibliographique
Résumé
In part I of this paper, a model for the gasification of pristine carbon blacks by NH 3 is developed. Here, it is applied to investigate non-noble catalysts for the O 2 reduction reaction (ORR) in fuel cells. These catalysts are produced by pyrolyzing a furnace black, loaded with 0.2 wt % Fe, in NH 3 . The model predicts (i) the gasification rate of an initially pore-free particle of furnace black and (ii) the internal porous network thereby created. The model assumes two rate constants for the gasification of carbon black: one for the graphitic crystallites and one for the disordered matrix phase. The model is fitted to experimental time-evolutions of (i) weight loss of carbon black and (ii) specific surface area measured during the synthesis of non-noble catalysts for the ORR. The fittings yield a rate constant that is ten times larger for the gasification of the disordered phase than that for the graphitic phase. For a 42 nm diameter particle, the model predicts that (i) the gas−carbon reaction, and therefore the internal porous network, occurs in an outer shell of thickness ≤8 nm and (ii) the particle shrinks beyond 45% weight loss. Experimentally, the micropore area created during the heat treatment controls the activity for the ORR of such catalysts. The model is able to reproduce the experimental micropore area if the fraction of disordered carbon of the pristine carbon black particle is assumed larger in the core (35%) than in the periphery (20%). Thus, in agreement with experimentals the model tells that Fe/N/C sites for the ORR are created when the micropore area increases (0 to 30−35 wt % loss) and destroyed when it decreases (weight loss >40%).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».