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Electrochemical reactivity and proton transport mechanisms in nanostructured ceria

机译：纳米结构二氧化铈的电化学反应和质子传输机理

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Electrochemical reactivity and ionic transport at the nanoscale are essential in many energy applications. In this study, time-resolved Kelvin probe force microscopy (tr-KPFM) is utilized for surface potential mapping of nanostructured ceria, in both space and time domains. The fundamental mechanisms of proton injection and transport are studied as a function of environmental conditions and the presence or absence of triple phase boundaries. Finite element modeling is used to extract physical parameters from the experimental data, allowing not only quantification of the observed processes, but also decoupling of their contributions to the measured signal. The constructed phase diagrams of the parameters demonstrate a thermally activated proton injection reaction at the triple phase boundary, and two transport processes that are responsible for the low-temperature proton conductivity of nanostructured ceria.
机译：在许多能源应用中，纳米级的电化学反应性和离子迁移至关重要。在这项研究中，时间分辨开尔文探针力显微镜（tr-KPFM）用于纳米结构二氧化铈在时域和时域的表面电势测绘。质子注入和运输的基本机制是根据环境条件以及是否存在三相边界而研究的。有限元建模用于从实验数据中提取物理参数，不仅可以量化观察到的过程，还可以将它们对测量信号的贡献去耦。参数的构造相图显示了在三相边界处的热活化质子注入反应，以及负责纳米结构二氧化铈的低温质子传导性的两个传输过程。

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