Temporal Ni K-Edge X-ray Absorption Spectroscopy Study Reveals the Kinetics of the Ni Redox Behavior of the Iron-Nickel Oxide Bimetallic OER Catalyst
Notice bibliographique
Résumé
Operando X-ray absorption spectroscopy (XAS) can be utilized to probe the phase and structural changes of FeNiO x and similar transition metal oxide electrocatalysts during electrocatalytic reactions. However, capturing the temporal changes occurring in the operando chemistry of electrocatalysts has been little studied. In this work, we successfully capture the time-resolved changes at the Ni K-edge for both the X-ray absorption near-edge structure (XANES) and extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) regions of an aqueous phase synthesized FeNiO x bimetallic nanoparticle electrocatalyst. During a stepped voltage experiment, the temporal change in the Ni K-edge was observed as the applied voltage was stepped from 0.7 to 0.8 V versus the silver/silver chloride reference electrode, and the change observed is associated with the Ni redox transition from the 2+ to 3+/4+ oxidation state. Individual XAS spectra were obtained in 90 s, and a total of 9 scans post voltage step showed a unique transition from a hydroxide to an oxyhydroxide phase. The shift in absorption edge energy position and the changes in spectral shape for individual scans explain the typically observed broadening of the Ni K-edge XANES spectrum during time-averaged operando XAS, and a kinetic analysis revealed a first-order observed rate constant, | k obs |, of 0.00426 s –1 and a half-life ( t 1/2 ) of 163 s. Multivariate curve resolution-alternating least squares analysis followed by linear combination fitting analysis for time-averaged versus time-resolved Ni K-edge changes upon voltage step show distinct differences in estimated contributions from Ni 2+ oxide/hydroxide phases. Detailed EXAFS modeling shows the phase transition from hydroxide to oxyhydroxide on top of the unchanged metallic core.
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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 | 0,000 | 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 ».