Evidencing Fast, Massive, and Reversible H<sup>+</sup> Insertion in Nanostructured TiO<sub>2</sub> Electrodes at Neutral pH. Where Do Protons Come From?
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Ongoing developments of sustainable energy technologies based on high-surface-area semiconductive metal oxide electrodes operating under mild and safe aqueous conditions require deep understanding of proton and electron transfer/transport throughout their porous structure. To address this issue, we investigated the electrochemical reductive protonation of high surface area nanostructured amorphous TiO 2 electrodes (produced by glancing angle deposition) in both buffered and unbuffered aqueous solutions. Quantitative analysis of the two charge storage mechanisms was achieved, allowing proper deconvolution of the electrical double-layer capacitive charge storage from the reversible faradaic one resulting from the proton-coupled reduction of bulk TiO 2 . We evidence that this latter process occurs reversibly and extensively (up to an intercalation ratio of 20%) not only under strongly acidic pH conditions but also, more interestingly, under neutral pH with the intercalated proton arising from the buffer rather than water. Moreover, we show that in comparison with reductive Li + intercalation the proton-coupled electron charge storage occurs more rapidly (in a few seconds). This important finding suggests that a high-rate and high-power charge storage device could potentially be achieved with the reversible H + -coupled charge/discharge process in TiO 2 at neutral pH, opening thus new opportunities to the development of eco-friendly batteries for electrical energy storage.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 découle