Science子刊：Pt电解质界面上氧吸附与氧还原反应活性的直接关系

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铂（Pt）催化剂催化的氧还原反应（ORR）在燃料电池中是必不可少的。由于对反应机制的理解不完整，实验中相对ORR活性的定量预测，在1到50倍的范围内仍然具有挑战性，并且缺乏计算工具来解释活化能的相关小差异（<2.3千卡/摩尔）。
Science子刊：Pt电解质界面上氧吸附与氧还原反应活性的直接关系
基于此，美国科罗拉多大学波尔得分校Hendrik Heinz（通讯作者）等人利用具有界面力场（0.1千卡/摩尔）的高精度分子动力学（MD）模拟，阐明了分子氧在规则和不规则Pt表面和纳米结构上的吸附机制。
Science子刊：Pt电解质界面上氧吸附与氧还原反应活性的直接关系
接着，通过局部密度泛函理论（DFT）计算发现，相对ORR活性是由氧气进入Pt表面所决定，这在很大程度上取决于特定的水吸附层，而电子转移以类似的缓慢速率发生。
总之，MD方法有助于定量预测任何Pt纳米结构的相对ORR活性，也适用于其他催化剂，并使有效的MD/DFT方法成为可能。
Direct correlation of oxygen adsorption on platinum-electrolyte interfaces with the activity in the oxygen reduction reaction. Sci. Adv.., 2021, DOI: 10.1126/sciadv.abb1435.
https://advances.sciencemag.org/content/7/24/eabb1435.

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