Mechanism of Water Dissociation with an Electric Field and a Graphene Oxide Catalyst in a Bipolar Membrane

离解(化学) 催化作用 石墨烯 元动力学 氧化物 化学 电场 化学物理 键离解能 分子动力学 活化能 光化学 材料科学 纳米技术 计算化学 物理化学 有机化学 物理 量子力学
作者
Zhen Jiang,Peter P. Bazianos,Zhifei Yan,Andrew M. Rappe
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (10): 7079-7086 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c00891
摘要

Bipolar membranes (BPMs) have recently been incorporated into energy storage devices to increase the overall battery potential and maintain a constant pH gradient by catalyzing internal H2O dissociation. In this Article, we performed a mechanistic and kinetic study of the H2O dissociation reaction on graphene oxide (GO) embedded in BPM using Car–Parrinello molecular dynamics (CPMD) and CPMD-based metadynamics methods. The synergistic effect of active sites (*OH, *C–O–C, and *C═C) on the GO catalyst and the electric field (E) strength across the GO catalyst were investigated for H2O splitting in a BPM. The results indicate the dominant activity of surface *OH sites, providing the lowest activation barrier (0.57 eV) among different sites on GO. Moreover, a higher E (>108 V/m) will significantly facilitate the dissociation reaction by polarizing the H–O bond in H2O. Our findings provide avenues for improving the BPM efficiency to achieve higher energy and power densities for next-generation energy storages.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
magiczhu完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
2秒前
风语发布了新的文献求助10
2秒前
pangpanghu发布了新的文献求助10
2秒前
悦雨发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
1122完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
盘尼西林发布了新的文献求助10
4秒前
李本来发布了新的文献求助10
5秒前
杜faifai发布了新的文献求助10
5秒前
沉默太清完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Tay应助张张zhang采纳,获得10
6秒前
wjpwjp123完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
Chao发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
orixero应助时尚的沧海采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.3应助悦雨采纳,获得10
9秒前
wanci应助lzy采纳,获得10
9秒前
9秒前
勇敢完成签到,获得积分20
9秒前
Nero完成签到,获得积分10
9秒前
CipherSage应助开朗以亦采纳,获得10
10秒前
笨笨山芙应助夏洳采纳,获得10
10秒前
自由书易发布了新的文献求助10
11秒前
有朋自远方来完成签到,获得积分10
11秒前
xyz完成签到,获得积分10
11秒前
zwc发布了新的文献求助10
11秒前
闪闪梦山发布了新的文献求助10
11秒前
啦咯是吗发布了新的文献求助10
12秒前
HoaryZ完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
倪大业666完成签到 ,获得积分10
13秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7280112
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8901189
关于积分的说明 18828206
捐赠科研通 6952161
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207313
关于科研通互助平台的介绍 2377610
邀请新用户注册赠送积分活动 2182320