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Enregistrement W3024825014 · doi:10.1149/ma2020-01462665mtgabs

Regeneration of Reactive Pd Surfaces in Au-Pd Nanoparticles after Electrochemical Aging

2020· article· en· W3024825014 sur OpenAlexaff
Sagar Prabhudev, Sebastian Kohsakowski, Cybelle Palma de Olivera Soares, Sven Reichenberger, Stephan Barcikowski, Ana C. Tavares, Daniel Guay

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEnergy
ThématiqueElectrocatalysts for Energy Conversion
Établissements canadiensInstitut National de la Recherche Scientifique
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDissolutionNanoparticleMaterials scienceElectrochemistryAlloyPalladiumLaser ablationChemical engineeringNanotechnologyElectrodeMetallurgyChemistryCatalysisLaserPhysical chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

One major hurdle in the development of efficient electrocatalysts is deterioration of activity, which can be caused by selective dissolution of metals [1]. The recent development of gold-palladium (Au-Pd) alloy nanoparticles outlines a contemporary strategy to impart increased stability in nanoparticles by combining a more electrochemically stable metal such as Au with lesser stable Pd [2, 3]. Unfortunately, the relative surface-reactivity of Au is poor, and as a result, there is an inevitable design constraint to form Pd-rich outer shell structure - a task that is particularly daunting considering the high dissolution tendency of Pd [4]. Here we present an electrochemical aging method that allows for increasing the Pd concentration at the surface of Au-Pd NPs by means of diffusion of Pd atoms from the particle-core to the shell. The method involves an electrochemical aging treatment in alkaline KOH media for which the choice of suitable upper vertex potential proved to be particularly very important. Au-Pd NPs synthesized by means of liquid-phase laser-ablation method [5] were used in this study, typically ranging in diameter between 14.5 nm to 22.6 nm and composition between Au/Pd: 20/80 to 80/20 ratios. The particle diameter remained homogeneous across the whole composition range, thanks to the size-selectivity of laser-ablation synthesis of alloy molar fraction series, in line with the literature [5]. This allows for excluding any size-effects on the electrochemical behaviour of alloy nanoparticles. The nominal Au/Pd compositions initially fed to the laser appeared to be well preserved down to single-nanoparticle level as confirmed by detailed analyses of the SEM/EDX and XPS spectroscopic data. Formation of Au/Pd solid-solution was also apparent from the estimation of the lattice-parameters using X-ray diffraction (XRD) that varied linearly in accordance with the change in Pd alloy content. The cyclic voltammograms recorded in 0.1M N2-saturated KOH revealed features characteristic of both Au and Pd surfaces, e.g., the reduction peaks at 0.98 V and 0.55 V vs RHE (respectively), which was reflective of a mixed Au and Pd surface-structure exposed to the electrochemical treatments. Importantly, both the peak-positions and the integrated surface-charge shifted in correspondence with the variable Pd content in the alloys, thus serving as the initial markers of the surface-state before further electrochemical treatments. Marked differences could be noted between the electrochemical behaviours in acid and the alkaline media, as well as the potential range and the number of cycles involved ( Figure 1 ). The initial H-desorption/adsorption peaks (A, B) and the PdO reduction peaks apparent at the onset of aging in 0.5M H2SO4 gradually disappeared with subsequent cycling (C1), along with the concomitant rise in the Au oxide reduction peaks (D1), indicative of gradually dissolution of Pd. Importantly, the lost Pd surface surprisingly regenerated (C2) with subsequent aging in 0.1M KOH media, particularly at sweeping potentials extending to very positive values. The regenerated Pd-rich surface is attributed to preferential diffusion of Pd from particle cores- to the surface aided by surface-reconstruction via a ‘place-exchange’ between adsorbed-oxygen and Pd. Detailed analyses of the XPS Pd-3d3/2 and Au-4f7/2 edges and the respective STEM-EDX elemental profiles are in good agreement with the changes of surface-structures proposed from the cyclic voltammetry measurements. All the alloys were simultaneously tested for oxygen reduction reaction (ORR). [1] Gasteiger, H. A., et al. (2005). Applied Catalysis B: Environmental, 56(1-2), 9-35. [2] Xu, J. B., et al. (2010). International Journal of Hydrogen Energy, 35(13), 6490-6500. [3] Sasaki, K., et al. (2010). Angewandte Chemie International Edition, 49(46), 8602-8607. [4] Rand, D. A. J., et al. (1972). Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry, 35(1), 209-218. [5] Reichenberger, S., et al. (2019). ChemCatChem, 11, 4489-4518. 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 seuil0,002

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 recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,219
Écart entre enseignants0,208 · 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
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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