Metal dissolution from first principles: Potential-dependent kinetics and charge transfer

溶解 化学物理 动力学 化学 密度泛函理论 马库斯理论 电极电位 电化学 电子转移 热力学 电极 材料科学 计算化学 物理化学 反应速率常数 物理 量子力学
作者
Shubham Sharma,Alexandra Zagalskaya,Stephen E. Weitzner,Lisa Eggart,Seongkoo Cho,Tim Hsu,Xiao Chen,Joel B. Varley,Vitaly Alexandrov,Christine A. Orme,Tuan Anh Pham,Brandon C. Wood
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:437: 141443-141443 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2022.141443
摘要

Metal dissolution and its inverse process are integral to both corrosion and electrodeposition; however, many mechanistic details regarding the dissolution process are challenging to decipher. These include how ion dissolution kinetics and charge transfer are influenced by the competition between metal and solvent interactions under an electrode potential. In this work, we introduce a computational framework based on density functional theory with grand-canonical treatment of electrons to directly predict the potential energy landscape for metal dissolution at a constant potential. Using aluminum as an example, we demonstrate that dissolution kinetics is governed by competing kinetics between two physical processes associated with metal–metal bond breaking and ion-migration within the electrical double layer, respectively. We identify a kinetic transition between regimes dominated by each of these processes and show that this transition depends on the operating electrode potential, among other key factors. It is further found that kinetics and thermodynamics of these processes can be described with a simple, one-parameter Marcus-theory-type model. Beyond offering new understanding of charge transfer during dissolution, our simulation protocol provides a recipe for directly predicting other important quantities in electrochemical reactions from first principles that are difficult to measure, such as the symmetry factor.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
天天向上发布了新的文献求助20
刚刚
贾珂盈完成签到,获得积分10
1秒前
科研通AI5应助史淼荷采纳,获得100
1秒前
mtl完成签到,获得积分10
1秒前
烟花应助霜降采纳,获得10
2秒前
抹茶夏天完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
思zj完成签到,获得积分10
3秒前
简简单单完成签到,获得积分10
4秒前
子车中蓝完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
七七发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
罗汉完成签到 ,获得积分10
6秒前
余进步完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
简简单单发布了新的文献求助10
8秒前
清爽老九完成签到,获得积分10
8秒前
lsz发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
11秒前
晨曦完成签到,获得积分10
11秒前
东华帝君完成签到,获得积分10
12秒前
大力元霜完成签到,获得积分10
12秒前
完美世界应助赫赫采纳,获得10
12秒前
cccc完成签到 ,获得积分10
13秒前
霜降发布了新的文献求助10
14秒前
爆米花应助佩奇采纳,获得10
14秒前
14秒前
醉眠发布了新的文献求助10
15秒前
NexusExplorer应助赖风娇采纳,获得10
15秒前
19秒前
细心擎呢完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
霜降完成签到,获得积分10
21秒前
浮游应助YESKY采纳,获得10
22秒前
希望天下0贩的0应助星星采纳,获得10
23秒前
绝世大魔王完成签到 ,获得积分10
24秒前
24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
《微型计算机》杂志2006年增刊 1600
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4968638
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4225941
关于积分的说明 13161018
捐赠科研通 4013031
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2195868
邀请新用户注册赠送积分活动 1209298
关于科研通互助平台的介绍 1123338