Enhancing the Stability and Performance of Mo-Doped Titanium Suboxide Fuel Cell Catalyst Supports
Notice bibliographique
Résumé
Polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) are a near-commercial clean energy technology with potential application in automotive and station power systems. However, the high cost of Pt catalyst and long-term durability of electrode materials still represents barriers towards that hinder market gains for the technology. The catalyst support material greatly influences electrocatalytic activity and durability of the catalytic Pt nanoparticles. Carbon black has been the primary catalyst support in fuel cells over the last 30 years due to its high surface area and electrical conductivity. However, carbon corrosion occurs readily during start-up/shutdown conditions. Therefore, more advanced support materials are need in order to overcome these problems. Metal oxides supports have improved corrosion resistance over carbon black supports, but they typically lack the required electrical conductivity for high performance. Titanium suboxides, specifically those doped with Mo (TOM) and other metals, have been shown to have acceptable electronic conductivity and strong affinity for Pt nanoparticles, to enhance their activity and stability in fuel cells. However, doping with only Mo still creates materials with a sizable band bandgap of 2.6 eV. Furthermore, the long term stability of the Mo dopant is a potential concern. Our group has taken a two-pronged approach to improving TOM materials. The first approach has been to add a second dopant. Specifically, we have a new material doped with both Mo and Si, Ti3O5-Mo-Si (hereafter referred to as TOMS) support. Remarkably, this support has a band gap of only 0.31 eV, approaching the conductivity of a metal. Furthermore, the TOMS material are highly durable and corrosion resistant, showing no signs of dopant loss under extremely corrosive conditions. Our second approach to improving TOM has been to convert it into a nanotube structure (TNTS-Mo) and from there covalently attach a monolayer of a nitrogen-rich terpyridine (tpy) ligand to the surface of the support (hereafter referred to as TPY/TNTS-Mo). The tpy ligand serves as a protective barrier that stabilizes the TNTS-Mo support. Furthermore, the nitrogen groups also have an electronic interaction with Pt catalyst nanoparticles that enhances their stability under harsh operating conditions. In this presentation, we will give an overview of support modification methods as well as detailed discussion of catalyst durability. Figure 1
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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) | 0,000 | 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 | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».