对析氢反应 $\Delta G\sim0$ 解释的挑战
化学物理
2023-08-04 v3
摘要
铂是析氢反应近乎完美的催化剂，其高活性传统上由其接近热中性的氢结合能（）来解释。然而，许多候选的非贵金属催化剂以相似的强度结合氢，但对该反应表现出低几个数量级的活性。在本研究中，我们采用允许计算完全依赖于电势的反应势垒的电子结构方法，以发展铂上析氢反应的完整工作图景。通过由此产生的从头算微动力学模型，我们评估了 Pt 高活性的机理起源。令人惊讶的是，我们发现 的氢原子在动力学上是惰性的，而动力学上活跃的氢原子的 要弱得多，类似于金。这些顶部氢具有特别低的势垒，我们将其与金的势垒进行比较，解释了高反应速率，并且覆盖率的指数变化可以独特地解释 Pt 对外加电势的强动力学响应。这解释了传统 Sabatier 分析所遗漏的 Pt 的独特反应性，并为非贵金属替代品提出了真正的设计标准。
关键词
引用
@article{arxiv.1903.09903,
title = {A challenge to the Delta G~0 interpretation of hydrogen evolution},
author = {Per Lindgren and Georg Kastlunger and Andrew A. Peterson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09903},
year = {2023}
}