A Mathematical Model and Experimental Examination of the Electrodeposition of Nanocatalysts on Various Substrates for Energy Conversion and Storage Applications
Notice bibliographique
Résumé
Pulsed electrodeposition of nanocatalysts from aqueous electrolyte solutions has received considerable attention on account of its ease of use, relative low cost, reproducibility, and access to several process parameters, compared with other widely used techniques. It is, therefore, desirable to determine the influence of different operating parameters to optimize the electrodeposition process. A detailed mathematical model, which includes the effects of ionic migration, was developed to accurately predict the influence of various electrodeposition parameters on the resulting electrodeposited layers in terms of size, distribution and catalytic activity. Most of the available models for pulsed electrodeposition are restricted to conventional square pulses and ignore contributions from the growth current during nucleation. The model presented here is based on progressive nucleation and takes into account contributions from both nucleation and growth currents. Furthermore, the model considers all contributing factors towards growth current, including diffusion, ohmic and charge transfer phenomena. Lastly, unlike many models that are restricted to a constant diffusion coefficient for a given species, the presented model is based on a system with varying diffusion coefficients for all active species in the electrolyte. Nanocatalysts, including platinum, nickel, copper, and cobalt, were electrodeposited on different substrates employing a pulsed current electrodeposition (PCE) technique. Pulses with low duty cycle, high peak deposition current densities, and delivered in milli- and nano-second range utilizing square, triangular, and ramp-down waveforms were used. The presence of nanocatalysts, ranging from 2-50 nm in diameter, was confirmed by SEM and XRD. Additional electrochemical characterization techniques were also employed. According to the model, at high peak deposition current densities and low duty cycles, ramp-down waveform yields the highest nucleation rate, confirming the experimental findings in which nanoparticles generated with the above waveform produces the smallest average grain size, ranging from 2 to 10 nanometer in diameter for platinum nanocatalysts on carbon cloths and 5 to 50 nm in diameter for nickel and copper nanoparticles deposited on titania nanotubes.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».