Structural Evolution in Photodeposited Nickel (Oxy)hydroxide Oxygen Evolution Electrocatalysts
Notice bibliographique
Résumé
<div>Amorphous metal oxides expand the range of material parameters significantly compared to their crystalline counter parts. However, predictions of the exact nature of the amorphous phase and its effect on material properties are still elusive. Thorough structure-property investigations of well-known model systems are thus necessary before predictive control of useful material properties is obtained. In this work, we fabricate a series of photodeposited nickel (oxy)hydroxide (NiO<sub>x</sub>) thin films and anneal them at temperatures up to 1000 <sup>o</sup>C. EXAFS, XRD and XPS are used to determine the local structure, allowing us to correlate it to measured electrochemical properties. We find an amorphous Ni(OH)<sub>2</sub>-like local structure for annealing conducted below 250 <sup>o</sup>C, followed by an amorphous-to-amorphous phase transition to a NiO-like structure by 300 <sup>o</sup>C, thus supplying evidence for different amorphous polymorphs in this Ni-O system. Above 400 <sup>o</sup>C a cubic NiO XRD diffraction pattern is detected. Electrochemically, we find a stepwise increase of the onset overpotential at this transition, indicating a change in potential-determining step and possibly OER reaction mechanism. The Tafel slope decreases linearly with annealing temperature, which we attribute to a decrease in (Ni)OOH reaction intermediary coverage, supported by <i>in-operando</i> UV-Vis electrochromism. Furthermore, we find that the (Ni)OOH coordination is increasingly strained with annealing temperature, which manifests in higher electrochromic coloring rates and lower binding energies. We identify this as the root cause of the lowered intermediary coverage. Thus, nano-crystalline NiO should kinetically be a superior catalyst to amorphous Ni(OH)<sub>2</sub>. However, at our benchmarking value of 10 mA cm<sup>-2</sup> the amorphous material exhibits lower overpotential, due to a combination of lower onset potential, large chemically active surface area and mass transport limitations under our conditions.</div>
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».