Electrochemical interfacial catalysis in Co-based battery electrodes involving spin-polarized electron transfer
Notice bibliographique
Résumé
Interfacial catalysis occurs ubiquitously in electrochemical systems, such as batteries, fuel cells, and photocatalytic devices. Frequently, in such a system, the electrode material evolves dynamically at different operating voltages, and this electrochemically driven transformation usually dictates the catalytic reactivity of the material and ultimately the electrochemical performance of the device. Despite the importance of the process, comprehension of the underlying structural and compositional evolutions of the electrode material with direct visualization and quantification is still a significant challenge. In this work, we demonstrate a protocol for studying the dynamic evolution of the electrode material under electrochemical processes by integrating microscopic and spectroscopic analyses, operando magnetometry techniques, and density functional theory calculations. The presented methodology provides a real-time picture of the chemical, physical, and electronic structures of the material and its link to the electrochemical performance. Using Co(OH) 2 as a prototype battery electrode and by monitoring the Co metal center under different applied voltages, we show that before a well-known catalytic reaction proceeds, an interfacial storage process occurs at the metallic Co nanoparticles/LiOH interface due to injection of spin-polarized electrons. Subsequently, the metallic Co nanoparticles act as catalytic activation centers and promote LiOH decomposition by transferring these interfacially residing electrons. Most intriguingly, at the LiOH decomposition potential, electronic structure of the metallic Co nanoparticles involving spin-polarized electrons transfer has been shown to exhibit a dynamic variation. This work illustrates a viable approach to access key information inside interfacial catalytic processes and provides useful insights in controlling complex interfaces for wide-ranging electrochemical systems.
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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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».