Breathing mode in Nd-CoOx for active and stable proton exchange membrane water electrolysis
Notice bibliographique
Résumé
Proton-exchange membrane water electrolysis in acidic solutions holds great promise for advancing the green-hydrogen economy but limited by using precious-metal catalysts. Here, we develop a low-cost Co3O4-based catalyst with oxygen vacancies and Nd-insertion (Nd-CoOx). This catalyst achieves a low overpotential of 317 mV at 10 mA cm−2 for acidic oxygen evolution reaction and remains stable over 800 h. The oxygen vacancies in Nd-CoOx enhance its catalytic activity, while Nd enables the long-term stability through a flexible “breathing mode” during oxygen evolution reaction, as revealed by in-situ methods such as X-ray absorption spectroscopy and Raman spectroscopy. The presence of Nd also improves the catalytic activity with the oxide path mechanism. This favorable strategy can be extended to other lanthanides. When used as the anode, Nd-CoOx delivers good performance in water electrolysis to achieve 200 mA cm−2 at a low cell voltage of 1.69 V with low degradation over 100 h, and can reach 1 and 2 A cm−2 at 1.93 V and 2.12 V, respectively. Proton-exchange-membrane water electrolysis is crucial for advancing the green-hydrogen economy but is limited by the use of precious-metal catalysts. Here, the authors report a Nd-CoOx catalyst in which Nd confers long-term stability via a flexible atomic “breathing mode.”
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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) | 0,000 | 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 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 ».