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 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 ».