Pt基催化剂表面氢氧电催化反应的理论计算研究

• 作者: 张千帆 方利文 陈俊翔 陈胜利
• 来源期刊: 中国科学（化学）
• 关键词: 铂 电催化 氢氧化反应 氢析出反应 氧还原反应 活性位 火山关系
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 专题论述
• 页码范围: 614-625
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N032017-00010

摘要

氢氧电催化反应是氢能源体系的重要反应,其热力学和动力学直接影响水解制氢和燃料电池的能量效率和功率密度.过去十多年来,基于量子化学的理论计算在电催化剂设计及电催化反应机理研究中得到广泛应用.结合文献结果,本文介绍了近年来在Pt基催化剂表面氢、氧电催化反应理论计算研究中获得的结果和认识.在研究中重点对反应中间体吸附结构、覆盖度及其对反应路径和动力学的影响机制进行了分析.结果指出,反应中间体的吸附特性不仅会影响反应控制步骤的活化能,同时通过改变表面反应活性位的结构和数量影响表面反应速率.对火山顶点附近的Pt基催化剂,简单计算的吸附能不足以准确预测催化剂活性,必须考虑吸附质的覆盖度和吸附结构的影响.在此认识基础上,根据表面反应自由能及速率与关键中间体吸附能、覆盖度及电极电势的关系建立微观动力学模型,利用密度泛函理论计算获得关键吸附中间体在催化剂表面的电化学吸附等温线(吸附结构及覆盖度与电极电势的关系),确定反应活性位、反应路径和动力学,构建催化活性与吸附能的关系曲线,预测催化剂的表面结构及尺寸效应,并对一些重要实验结果进行解释.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈胜利		13	15	2.0	3.0
2	方利文		1	0	0.0	0.0
3	陈俊翔		1	0	0.0	0.0
4	张千帆		1	0	0.0	0.0