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 量子力学 物理
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:12315
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
miss张应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
干净的琦应助科研通管家采纳,获得30
1秒前
1秒前
wallonce发布了新的文献求助10
1秒前
metabolic发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
鼻揩了转去应助科研采纳,获得10
3秒前
6020234820发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
7秒前
12驳回了Ava应助
7秒前
搜集达人应助akz采纳,获得10
7秒前
wuxifan完成签到,获得积分10
7秒前
天天快乐应助蓝天采纳,获得10
8秒前
9秒前
zimengzhu完成签到,获得积分10
10秒前
yumeng完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
bkagyin应助周至采纳,获得10
11秒前
12秒前
骆且应助li17195采纳,获得10
12秒前
小白完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
我是老大应助密友采纳,获得10
15秒前
ZZ发布了新的文献求助30
15秒前
16秒前
16秒前
慕若涵冰发布了新的文献求助10
17秒前
一汪发布了新的文献求助10
17秒前
HuiJN发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
19秒前
akz发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
21秒前
qq3263完成签到,获得积分10
21秒前
111发布了新的文献求助30
22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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
信任代码:AI 时代的传播重构 450
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 6357233
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8171923
关于积分的说明 17206118
捐赠科研通 5412863
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864794
邀请新用户注册赠送积分活动 1842233
关于科研通互助平台的介绍 1690490