Origin of the Overpotential for Oxygen Reduction at a Fuel-Cell Cathode

过电位 化学 电化学 氧气 阴极 电子转移 吸附 反应速率常数 无机化学 物理化学 电极 光化学 化学物理 氧化还原 动力学 有机化学 物理 量子力学
作者
Jens K. Nørskov,Jan Rossmeisl,Á. Logadóttir,Laura Louise Lindqvist,John R. Kitchin,Thomas Bligaard,Hannes Jónsson
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry B [American Chemical Society]
卷期号:108 (46): 17886-17892 被引量:12519
标识
DOI:10.1021/jp047349j
摘要

We present a method for calculating the stability of reaction intermediates of electrochemical processes on the basis of electronic structure calculations. We used that method in combination with detailed density functional calculations to develop a detailed description of the free-energy landscape of the electrochemical oxygen reduction reaction over Pt(111) as a function of applied bias. This allowed us to identify the origin of the overpotential found for this reaction. Adsorbed oxygen and hydroxyl are found to be very stable intermediates at potentials close to equilibrium, and the calculated rate constant for the activated proton/electron transfer to adsorbed oxygen or hydroxyl can account quantitatively for the observed kinetics. On the basis of a database of calculated oxygen and hydroxyl adsorption energies, the trends in the oxygen reduction rate for a large number of different transition and noble metals can be accounted for. Alternative reaction mechanisms involving proton/electron transfer to adsorbed molecular oxygen were also considered, and this peroxide mechanism was found to dominate for the most noble metals. The model suggests ways to improve the electrocatalytic properties of fuel-cell cathodes.
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
RockRedfoo发布了新的文献求助10
1秒前
帅气碧萱发布了新的文献求助80
1秒前
2秒前
molihuakai应助缥缈之桃采纳,获得10
3秒前
精明的悟空完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
myc641完成签到 ,获得积分10
4秒前
怡然的以柳完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
star完成签到 ,获得积分10
4秒前
娇气的思远完成签到,获得积分10
5秒前
lay发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
搜集达人应助Hahahahahahah采纳,获得10
6秒前
慕青应助meteor采纳,获得20
6秒前
6秒前
liao完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
CJZ完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
张发胜发布了新的文献求助10
8秒前
棒棒发布了新的文献求助10
8秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
终抵星空完成签到,获得积分10
9秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
kk应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
Yixiaofei完成签到,获得积分10
9秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
英姑应助zsj采纳,获得10
9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
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6393532
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8208624
关于积分的说明 17379243
捐赠科研通 5446615
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2879687
邀请新用户注册赠送积分活动 1856137
关于科研通互助平台的介绍 1698939