Insights into the structure-property relationships of activated carbon derived from phenolic resin for electrochemical storage of green hydrogen using proton battery
Notice bibliographique
Résumé
Electrochemical hydrogen storage in porous activated carbons is a rapidly advancing technology, yet the composition and role of oxygen-containing surface functionalities in hydrogen storage remain underexplored. This study provides a detailed investigation of the surface and bulk properties of porous activated carbon derived from phenolic resin (aC PR) using a comprehensive multi-technique approach, including scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), temperature programmed desorption (TPD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and Raman spectroscopy . The aC PR exhibits an exceptional BET surface area of approximately 4400 m 2 /g, with a well-balanced distribution of mesopores , micropores , and ultra-micropores. Quantitative analyses reveal that aC PR is composed of 95.45 % carbon and 4.55 % oxygen, with oxygen functionalities distributed as carboxylic acid (~8 %), anhydride (~28 %), phenol (~17 %), carbonyl and quinones (~21 %), and lactones (~23 %). Post-TPD treatment, the oxygen content reduces to 2.25 %, with minimal impact on the material's hydrogen storage capacity, which remains at ~0.60 ± 0.05 wt% H. H-storage was measured using Proton Battery . In the proton battery, protons are generated by water splitting towards the oxygen side and are stored towards the C side in the negatively charged ac PR electrode. Ab initio molecular dynamics simulations demonstrate that both acidic and basic oxygen-containing groups have similar proton affinities , suggesting that the type of oxygen functional group plays a minimal role in hydrogen storage capacity. This work underscores the critical role of oxygen functionalities in hydrogen storage and offers new insights into the design and optimization of next-generation carbon materials for scalable hydrogen storage technologies.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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 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 ».