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Enregistrement W2897092960 · doi:10.1149/ma2018-02/41/1390

Probing Interfacial (Pt/Ionomer) and Bulk Water Distribution in Ultra-Thin Films of PFSA and Pfia Ionomers on Platinum Using Neutron Reflectometry

2018· article· en· W2897092960 sur OpenAlexaff
Udit N. Shrivastava, H. Fritzsche, Kunal Karan

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueFuel Cells and Related Materials
Établissements canadiensCanadian Nuclear LaboratoriesUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésIonomerNeutron reflectometryMaterials scienceNafionPlatinumCatalysisAdsorptionChemical engineeringProton exchange membrane fuel cellThin filmElectrochemistryComposite materialNanotechnologyNeutronChemistryPolymerNeutron scatteringPhysical chemistryOrganic chemistrySmall-angle neutron scattering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Over the last decade, proton conducting ionomers in ultra-thin film form have been subjected to scrutiny because of their relevance to fuel cell catalyst layers. The few nanometers thin ionomer film covering the Pt/C catalysts serve multiple functionalities: transport of reactant gases (O2 or H2) through the ionomer film to the Pt catalyst, transport of water across and along the ionomer film, and proton transport along the ionomer film. The ionomer films respond most strongly to the humid environment resulting in proportional uptake of water. The distribution of water at the Pt/ionomer interface and within the ionomer is expected to be a critical factor in controlling key transport phenomena mentioned above. The interfacial water is also expected to directly impact the electrochemical activity – both by affecting the local proton concentration and mobility as well as potentially offering an transport resistance to the reactant gases. One MD simulation study on Nafion/Pt identifies the backbone densification near Nafion/Pt interface is a root cause of high interfacial transport resistance [1]. Recent findings on low catalyst activity due to the dehydration of ionomer have pointed towards the adsorption of side chains on Pt surface which varies with the ionomer structure [2]. Thus, the description of the Pt/ionomer interface is essential in understanding how these two are transported to the reaction sites because ORR is ultimately tied to interfacial O2 transport resistance and catalyst activity. Neutron Reflectometry (NR) has been a heavily exploited as a non-invasive technique to indirectly visualize the interface and material phase distribution within a thin film. Dura et. Al applied NR to measure a 42 nm thick Nafion film coated on planar Pt [3]. Their findings revealed a 1.1 nm thick water rich region near the interface and uniform water containing bulk film at 92% RH. However, in a similar condition, based on a NR study Wood et. al, claims differed greatly and they identified a water scarce region near the interface [4]. So far only these two NR studies have elucidated the Pt/ionomer interface in wet conditions. We have investigated water sorption on bare Pt and in ~15 nm thick ionomer films coated on Pt. Three different ionomers of varying equivalent weight have been examined: Nafion (EW1100), 3M (EW725), and PFIA (EW 625). The presentation will share the results on the effect of ionomer molecular structure on interfacial morphology as well as water distribution within the each ionomer film. Some of the key findings emerging from our work are: (i) the presence of few monolayers equivalent water rich interfacial layer at Pt/ionomer interface (see Figure 1 below) but varying with ionomer EW; (ii) varying water content and water distribution for the different ionomers; (iii) temperature affects water distribution not merely content. References [1] K. Kudo, R. Jinnouchi, Y. Morimoto. Electrochimica Acta, 209 (2016) 682. [2] K. Kodama, K. Motobayashi, A. Shinohara, N. Hasegawa, K. Kudo, R. Jinnouchi, M. Osawa, and Y. Morimoto. ACS Catal., 8, (2017) 694. [3] J.A. Dura, V.S. Murthi, M. Hartman, S.K. Satija, C.F. Majkrzak. Macromolecules, 42, (2009) 4769. [4] D. L. Wood III, J. Chlistunoff, J. Majewski, and R.L. Borup. J. of American Chemical Society, 131, (2009) 18096. Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,230
Écart entre enseignants0,217 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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