Oxidation of H<sub>2</sub>, CH<sub>4</sub>, and CO Molecules at the Interface between Nickel and Yttria-Stabilized Zirconia: A Theoretical Study Based on DFT
Notice bibliographique
Résumé
Activation of fuel molecules (H 2, CH 4, CO) at the anode triple phase boundary (TPB) of a solid oxide fuel cell, modeled by a Ni (nickel)/YSZ (yttria-stabilized zirconia)/fuel interface is investigated using density functional theory. We demonstrate that, by employing ab initio calculations, it is possible to elucidate the mechanisms of electronic charge transfer and current generation as a result of electrochemical oxidation of fuel in the anode TPB. Moreover, we show that an oxygen-enriched YSZ surface (YSZ+O) of the Ni/YSZ cermet is significantly less active toward oxidation of fuel molecules than an oxygen-enriched YSZ surface in the absence of Ni, which is explained by partial saturation of the valence of an extra oxygen atom of the Ni/YSZ cermet. On the other hand, the chemical activity of the Ni part of the cermet is close to that of the infinite Ni surface, even in the proximity to the YSZ. The YSZ+O surface of the cermet is found generally inert, as adsorption of H 2 and CH 4 is associated with high kinetic barriers, whereas CO adsorption is a more favorable, although endothermic reaction. The oxidation of H 2 and CO on Ni after oxygen spillover from the oxide is exothermic, and CH 4 oxidation is mildly endothermic. It is also shown that transfer of hydrogen atoms from Ni to YSZ (hydrogen spillover reactions) with subsequent water formation is another possible scenario of hydrogen oxidation on the YSZ+O surface.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».