Thermal transport across TiO2–H2O interface involving water dissociation: Ab initio-assisted deep potential molecular dynamics

离解(化学) 化学物理 分子动力学 热的 从头算 氢 化学 材料科学 热力学 物理化学 计算化学 物理 有机化学
作者
Zhiqiang Li,Jian Wang,Chao Yang,Linhua Liu,Jia‐Yue Yang
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:159 (14) 被引量:10
标识
DOI:10.1063/5.0167238
摘要

Water dissociation on TiO2 surfaces has been known for decades and holds great potential in various applications, many of which require a proper understanding of thermal transport across the TiO2–H2O interface. Molecular dynamics (MD) simulations play an important role in characterizing complex systems’ interfacial thermal transport properties. Nevertheless, due to the imprecision of empirical force field potentials, the interfacial thermal transport mechanism involving water dissociation remains to be determined. To cope with this, a deep potential (DP) model is formulated through the utilization of ab initio datasets. This model successfully simulates interfacial thermal transport accompanied by water dissociation on the TiO2 surfaces. The trained DP achieves a total energy accuracy of ∼238.8 meV and a force accuracy of ∼197.05 meV/Å. The DPMD simulations show that water dissociation induces the formation of hydrogen bonding networks and molecular bridges. Structural modifications further affect interfacial thermal transport. The interfacial thermal conductance estimated by DP is ∼8.54 × 109 W/m2 K, smaller than ∼13.17 × 109 W/m2 K by empirical potentials. The vibrational density of states (VDOS) quantifies the differences between the DP model and empirical potentials. Notably, the VDOS disparity between the adsorbed hydrogen atoms and normal hydrogen atoms demonstrates the influence of water dissociation on heat transfer processes. This work aims to understand the effect of water dissociation on thermal transport at the TiO2–H2O interface. The findings will provide valuable guidance for the thermal management of photocatalytic devices.
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
故然完成签到 ,获得积分10
3秒前
希音完成签到 ,获得积分10
4秒前
曹福志完成签到 ,获得积分10
11秒前
高冰冰完成签到 ,获得积分10
15秒前
晨风完成签到,获得积分10
27秒前
开心的芮完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
半刻温柔完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
PanY完成签到 ,获得积分10
31秒前
31秒前
32秒前
32秒前
32秒前
33秒前
34秒前
34秒前
34秒前
34秒前
34秒前
35秒前
35秒前
调皮的代双完成签到 ,获得积分10
35秒前
35秒前
35秒前
36秒前
清欢发布了新的文献求助10
36秒前
清欢发布了新的文献求助10
36秒前
清欢发布了新的文献求助10
36秒前
36秒前
清欢发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
39秒前
清欢发布了新的文献求助10
39秒前
清欢发布了新的文献求助10
39秒前
清欢发布了新的文献求助10
40秒前
清欢发布了新的文献求助10
40秒前
清欢发布了新的文献求助10
40秒前
清欢发布了新的文献求助10
40秒前
清欢发布了新的文献求助10
40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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7788804
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9326695
关于积分的说明 20412980
捐赠科研通 7377855
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3322488
关于科研通互助平台的介绍 2470548
邀请新用户注册赠送积分活动 2339347