Solvation effects on DFT predictions of ORR activity on metal surfaces

溶剂化 化学 密度泛函理论 隐溶剂化 极化连续介质模型 极化率 计算化学 化学物理 双层 氢键 分子 物理化学 有机化学 生物化学
作者
Qiang Zhang,Aravind Asthagiri
出处
期刊:Catalysis Today [Elsevier BV]
卷期号:323: 35-43 被引量:159
标识
DOI:10.1016/j.cattod.2018.07.036
摘要

We present a comparison study between the implicit and explicit solvation approach for density functional theory (DFT) predictions of the oxygen reduction reaction (ORR) activity on Pt (111) and other metal surfaces under acidic conditions. DFT calculations with a self-consistent polarizable continuum model implement in VASPsol results in more accurate predictions of onset potentials for Pt(111) than vacuum DFT calculations due to the extra stabilization of the surface intermediates (OOH*, O*, OH*). Implicit solvation also preserves the scaling relationship among ORR intermediates and volcano-shape activity relationships that correlate ORR onset potential or activity to the free energy absorption of O* or OH*. Moreover, VASPsol predicts variation in the solvation energies across different surfaces, suggesting the use of universal solvation corrections may not be valid. However, VASPsol exhibits significant weaker OH* solvation energies (by ∼ 0.4 eV) on Pt (111) compared to literature values using an explicit water bilayer and therefore underestimates the onset potential on Pt (111). We attribute this lack of OH* solvation energies by VASPsol to its inability to address hydrogen bonds and the absence of intermediate stabilization of the bilayer structure. Strategies to mitigate this problem, including tuning VASPsol parameters and a hybrid approach incorporating one to two water molecules, are also examined but not found to alleviate the underestimation of the solvation of OH*.
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
健壮的思枫完成签到,获得积分10
1秒前
神勇芳发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.4应助Hustic采纳,获得10
1秒前
1秒前
落后的雨莲完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
香蕉梨愁完成签到,获得积分10
3秒前
mastery完成签到,获得积分10
4秒前
薛定谔的猫完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
正直开山完成签到,获得积分10
7秒前
wanci应助狼宝采纳,获得10
7秒前
You应助Wstern采纳,获得10
7秒前
7秒前
曲少完成签到,获得积分10
7秒前
lyz666发布了新的文献求助10
7秒前
cdercder应助Jyz采纳,获得10
7秒前
ZMTW发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
阳光的虔纹应助风听你讲采纳,获得10
8秒前
LH完成签到,获得积分10
9秒前
乐乐发布了新的文献求助10
9秒前
12秒前
12秒前
猪猪侠完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
12秒前
木木发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
16秒前
搞怪的碧空完成签到,获得积分10
16秒前
wang发布了新的文献求助30
17秒前
19秒前
19秒前
Hustic完成签到,获得积分10
19秒前
狼宝完成签到,获得积分20
21秒前
21秒前
22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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
The Great Hymn to Šamaš 500
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
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 7698446
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9258155
关于积分的说明 20012611
捐赠科研通 7273599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293308
关于科研通互助平台的介绍 2448741
邀请新用户注册赠送积分活动 2299410