Theoretical Optimization of Compositions of High‐Entropy Oxides for the Oxygen Evolution Reaction**

催化作用 密度泛函理论 化学 热化学 析氧 化学物理 氧气 金红石 计算化学 热力学 材料科学 物理化学 物理 电化学 有机化学 电极
作者
Katrine L. Svane,Jan Rossmeisl
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:61 (19) 被引量:72
标识
DOI:10.1002/anie.202201146
摘要

High-entropy oxides are oxides consisting of five or more metals incorporated in a single lattice, and the large composition space suggests that properties of interest can be readily optimised. For applications within catalysis, the different local atomic environments result in a distribution of binding energies for the catalytic intermediates. Using the oxygen evolution reaction on the rutile (110) surface as example, here we outline a strategy for the theoretical optimization of the composition. Density functional theory calculations performed for a limited number of sites are used to fit a model that predicts the reaction energies for all possible local atomic environments. Two reaction pathways are considered; the conventional pathway on the coordinatively unsaturated sites and an alternative pathway involving transfer of protons to a bridging oxygen. An explicit model of the surface is constructed to describe the interdependency of the two pathways and identify the composition that maximizes catalytic activity.
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