Full atomistic mechanism study of hydrogen evolution reaction on Pt surfaces at universal pHs: Ab initio simulations at electrochemical interfaces

塔菲尔方程 化学 电化学 离解(化学) 动力学 物理化学 反应机理 热力学 活化能 电化学动力学 从头算 催化作用 计算化学 化学物理 电极 有机化学 物理 量子力学
作者
Xueping Qin,Shangqian Zhu,Yian Wang,Ding Pan,Minhua Shao
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier]
卷期号:425: 140709-140709 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2022.140709
摘要

Hydrogen evolution reaction (HER) plays an indispensable role in realizing the hydrogen economy. Regardless of great efforts devoted to investigating its reaction mechanism, no unified conclusion has been reached to explain the pH-dependent kinetics. In this study, a full atomistic Pt(111)/water interfacial model is constructed where pH-dependent behaviors of HER, including Pt-H vibrations, hydrogen binding energy (HBE), and reaction kinetics are examined. In good accordance to previous experimental results, weaker HBE and Pt-H vibration are observed as pH increases. The thermodynamic and kinetic simulations of HER at Pt(111)/water interfaces indicate that HER in acidic media follows the Volmer-Tafel/Heyrovsky pathway with the second step being the rate-determining step (RDS), while it proceeds via the Volmer-Tafel pathway with water dissociation being the RDS in alkaline. The different proton sources and surface properties in acid and alkaline solutions alter HBEs and reaction pathways as well as activation energy barriers. Our full atomistic simulation mimics the electrochemical interface effectively and provides adequate understandings of HER mechanisms at universal pHs, which can be extended into studying other electrochemical reactions.
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
郭子醇发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
明亮若枫发布了新的文献求助20
1秒前
所所应助hey采纳,获得10
1秒前
yy完成签到 ,获得积分10
2秒前
三青发布了新的文献求助30
2秒前
江湖小妖发布了新的文献求助10
2秒前
dada完成签到 ,获得积分10
2秒前
胖三斤发布了新的文献求助10
3秒前
碧蓝的自行车完成签到,获得积分10
3秒前
庞steven完成签到,获得积分10
4秒前
vv发布了新的文献求助10
4秒前
Hello应助小曹君采纳,获得10
4秒前
闪闪芝麻发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
李hk发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
小蘑菇应助zzz采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.1应助时年级采纳,获得10
7秒前
8秒前
buno发布了新的文献求助200
8秒前
土豪的易文完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
orixero应助李李李采纳,获得10
10秒前
jiangzhishu发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
肥鹏发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Thi发布了新的文献求助10
12秒前
盐酸小檗碱完成签到,获得积分10
13秒前
在水一方应助方之双采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
huihui发布了新的文献求助100
14秒前
曾培发布了新的文献求助10
15秒前
Bismuth发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6011376
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7560434
关于积分的说明 16136728
捐赠科研通 5158063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762650
邀请新用户注册赠送积分活动 1741401
关于科研通互助平台的介绍 1633620