Probing the Effects of Defects in Ultrathin Oxide Overlayers on the Selectivity of Encapsulated Electrocatalysts
Notice bibliographique
Résumé
Application of ultrathin oxide encapsulation layers on co-catalysts employed in z-scheme photocatalysis has the potential to increase overall efficiency through the prevention of undesirable back reactions and increased charge separation. [1,2] However, defects within the semipermeable oxide coatings – such as pinholes, cracks or particle protrusions – have been postulated to facilitate locally high rates of undesirable reactions by creating pathways for facile transport of undesired reactants to exposed active sites.[3] Local probe measurements, such as scanning electrochemical microscopy (SECM), can estimate the relative rates of production of product species generated from competing electrochemical reactions with high spatial resolution over the electrode. This can be leveraged to determine the influence of local defects on global performance metrics, such as the apparent permeability of the overlayer and selectivity of the electrode. In this presentation, we report the use of SECM to determine the influence of overlayer defects on the performance of a model silicon oxide (SiOx) -encapsulated Pt thin film electrocatalyst when operated under conditions where two competing reactions can occur. Motivated by Z-scheme photocatalysis, the hydrogen evolution reaction (HER) and Fe(III)/Fe(II) redox reaction were studied. After introducing new methodology to determine local selectivity towards HER using SECM tip current, the resulting selectivity maps are compared against defects seen in optical images, scanning electron micrographs, and atomic force microscopy images. This analysis reveals that that certain types of defects in the oxide overlayer can be responsible for a large percentage of the partial current density towards the undesired Fe(III) reduction reaction. Correcting for the defect contributions to the undesired reaction, it is determined that the true Fe(III) permeability values for the SiOx overlayers are almost two orders of magnitude lower than permeabilities determined from conventional analysis that ignored the presence of defects. Finally, different types of defects were studied revealing that the defect morphology can have varying influence on both the selectivity and calculated permeability. This work highlights the need for local measurements in addition to macroscopic measurements of oxide encapsulated catalysts as they are applied to more complex geometries such as particle photocatalysts. References [1] Qi, Y. et al. Applied Catalysis B: Environmental 224, 579–585 (2018). [2] T. Zhao, et al., PNAS, 2021, 118 (7), [3] N. Y. Labrador, et al. , ACS Catalysis, 2018, vol. 8, 1767–1778.
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 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 | 0,000 | 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) | 0,000 | 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 ».