Substantial potential effects on single-atom catalysts for the oxygen evolution reaction simulated via a fixed-potential method

过电位 化学 催化作用 电化学电位 标准电极电位 电化学 工作(物理) 反应速率 反应速率常数 化学物理 Atom(片上系统) 原子物理学 物理化学 热力学 电极 量子力学 物理 动力学 嵌入式系统 生物化学 计算机科学
作者
Guoping Gao,Lin‐Wang Wang
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:391: 530-538 被引量:70
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2020.08.032
摘要

Potential not only governs the direction of electrochemical reactions, but also shapes the electronic properties of single-atom catalysts dramatically. However, it is a challenge to simulate the effects of potential theoretically. Normally, DFT calculations are performed at a constant number of electrons, not a constant voltage. In this work, we apply a new fixed-potential method (grand canonical method) in the DFT simulation to mimic the electrochemical processes, in which the total number of the electron in the system was floated to match the ‘‘applied voltage,’, or the electrode Fermi energy at the atomic level. Here, the single-atom catalysts on two-dimension substrates for the oxygen evolution reaction process are used as examples to test the fixed-potential method. This fixed-potential method changes the rate-determining step and yields an overpotential difference of as much as 0.48 V in comparison with the conventional charge-neutral method. The quantitative error in the overpotential is not as important as the qualitative error in rate-determining steps. These errors can be avoided via the fixed-charge method with the proper charge. We believe our work advances the understanding of the effects of potential on the catalytic process in real electrochemical reactions and offers practical guidance for designing catalysts.
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
丰富的草莓应助乔一采纳,获得10
刚刚
Nexus应助乔一采纳,获得50
刚刚
YOMU完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6.2应助乔一采纳,获得10
刚刚
mirutio发布了新的文献求助10
1秒前
yy完成签到,获得积分10
2秒前
sqq完成签到 ,获得积分10
2秒前
科研啦发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Charlie完成签到 ,获得积分10
4秒前
潇洒的惋清应助菜犬一个采纳,获得10
8秒前
调皮的笑阳完成签到 ,获得积分10
8秒前
艾文给艾文的求助进行了留言
9秒前
小明完成签到 ,获得积分10
10秒前
yanxiaoting发布了新的文献求助10
10秒前
清欢渡完成签到,获得积分10
14秒前
一切顺利完成签到,获得积分10
15秒前
缥缈月光完成签到,获得积分10
15秒前
落花生完成签到,获得积分10
17秒前
ymx完成签到,获得积分10
18秒前
teng完成签到 ,获得积分10
18秒前
Eera完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
鸡腿子完成签到,获得积分10
19秒前
幽默赛君完成签到 ,获得积分10
20秒前
Bo完成签到,获得积分10
22秒前
读书的树叶完成签到 ,获得积分10
22秒前
菘蓝完成签到 ,获得积分10
23秒前
CJJJ发布了新的文献求助10
24秒前
令狐初之发布了新的文献求助30
24秒前
菜犬一个完成签到,获得积分10
29秒前
快乐灵薇发布了新的文献求助10
32秒前
香香完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
英俊的一笑完成签到,获得积分10
37秒前
令狐初之完成签到,获得积分10
38秒前
zhdjk完成签到,获得积分10
38秒前
bkagyin应助Syening采纳,获得10
39秒前
yanxiaoting完成签到,获得积分10
40秒前
云珀千完成签到 ,获得积分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
Organic Chemistry, 5th Edition 1000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7371807
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8979483
关于积分的说明 19090392
捐赠科研通 7013691
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225121
关于科研通互助平台的介绍 2388700
邀请新用户注册赠送积分活动 2205764