Advancing Insights into Electrochemical Pre‐Treatments of Supported Nanoparticle Electrocatalysts by Combining a Design of Experiments Strategy with In Situ Characterization

材料科学 表征(材料科学) 电化学 纳米技术 纳米颗粒 催化作用 电化学能量转换 实验设计 溶解 电极 化学工程 物理化学 工程类 化学 统计 生物化学 数学
作者
Aniket S. Mule,Kevin Tran,Ashton M. Aleman,Yamile E. Cornejo‐Carrillo,Gaurav A. Kamat,Michaela Burke Stevens,Thomas F. Jaramillo
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/aenm.202401939
摘要

Abstract Activation, break‐in, and/or pre‐treatment protocols are generally applied to energy conversion devices before regular operation to reach stable performance. There remains much to understand about the relationships among physical properties, performance, and electrochemical pre‐treatments. Here, a design‐of‐experiments (DoE) strategy is employed to address this gap by demonstrating the influence of five pre‐treatment parameters for carbon‐supported Pt‐nanoparticle catalysts on the electrocatalytic oxygen reduction reaction (ORR). A subset of pre‐treatments, developed using a central composite design, are tested in a flow cell combined with an inductively‐coupled plasma mass spectrometer (on‐line ICP‐MS). The DoE‐based approach facilitates comprehensive insights from two orders of magnitude fewer experiments than a conventional grid search. The coupled on‐line ICP‐MS setup enables effective catalysis and real‐time catalyst dissolution data. Leveraging insights from DoE for on‐line ICP‐MS and additional characterization, a model is built between the degradation of a multi‐dimensional supported Pt surface, its performance, and applied electrochemical parameters. These investigations identify surface modifications, such as oxidation, and subsequent restructuring of Pt during pre‐treatment as a primary cause of performance deterioration during ORR. By combining DoE with advanced characterization techniques, a powerful approach is demonstrated to gain a mechanistic understanding of pre‐treatment protocols that can be broadly adapted to various reaction chemistries.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小王完成签到 ,获得积分10
刚刚
叶坛明完成签到,获得积分10
1秒前
yun发布了新的文献求助10
1秒前
月月完成签到,获得积分10
2秒前
夏日的羊屁屁完成签到,获得积分10
2秒前
XHT完成签到,获得积分10
2秒前
浮游应助池鲤采纳,获得10
2秒前
归于水云身完成签到,获得积分10
2秒前
FashionBoy应助赵欣采纳,获得10
3秒前
3秒前
scilai完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
CT完成签到,获得积分10
4秒前
August完成签到,获得积分10
4秒前
呵呵呵呵完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
hyekyo完成签到,获得积分10
6秒前
JASON完成签到,获得积分10
6秒前
xxcub完成签到,获得积分10
6秒前
闽哥发布了新的文献求助10
6秒前
chenlike完成签到,获得积分10
6秒前
青柠完成签到,获得积分10
6秒前
ZY完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
大肉猪完成签到,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
毛舒敏完成签到 ,获得积分10
7秒前
完美的水杯完成签到 ,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助小和尚采纳,获得10
8秒前
长京完成签到,获得积分10
8秒前
勤恳的夏之完成签到,获得积分10
8秒前
迷你的百川完成签到,获得积分10
8秒前
xiaobei完成签到,获得积分10
9秒前
热心映易完成签到,获得积分10
9秒前
yi完成签到,获得积分10
9秒前
DaiYan发布了新的文献求助10
9秒前
大帅哥完成签到 ,获得积分10
9秒前
levitt233完成签到,获得积分10
9秒前
碧蓝世界完成签到 ,获得积分10
10秒前
竞鹤应助AA18236931952采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5651684
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4785671
关于积分的说明 15055211
捐赠科研通 4810389
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2573087
邀请新用户注册赠送积分活动 1529005
关于科研通互助平台的介绍 1487961