Reversible Alkaline Hydrogen Evolution and Oxidation Reactions Using Ni–Mo Catalysts Supported on Carbon
Notice bibliographique
Résumé
Unitized regenerative fuel cells based on hydroxide exchange membranes are attractive for long duration energy storage. This mode of operation depends on the ability to catalyze hydrogen evolution and oxidation reversibly, and ideally using nonprecious catalyst materials. Here we report the synthesis of Ni–Mo catalyst composites supported on oxidized Vulcan carbon (Ni–Mo/oC) and demonstrate their performance for reversible hydrogen evolution and oxidation. For the hydrogen evolution reaction, we observed mass-specific activities exceeding 80 mA/mg at 100 mV overpotential, and additional measurements using hydroxide exchange membrane electrode assemblies yielded full cell voltages that were only ~100 mV larger for Ni–Mo/oC cathodes compared to Pt–Ru/C at current densities exceeding 1 A/cm2. For hydrogen oxidation, Ni–Mo/oC films required <50 mV overpotential to achieve half the maximum anodic current density, but activity was limited by internal mass transfer and oxidative instability. Nonetheless, estimates of the mass-specific exchange current for Ni–Mo/oC from micropolarization measurements showed its hydrogen evolution/oxidation activity is within 1 order of magnitude of commercial Pt/C. Density functional theory calculations helped shed light on the high activity of Ni–Mo composites, where the addition of Mo leads to surface sites with weaker H-binding energies than pure Ni. These calculations further suggest that increasing the Mo content in the subsurface of the catalyst would result in still higher activity, but oxidative instability remains a significant impediment to high performance for hydrogen oxidation.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 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 ».