基于铂的氧还原反应催化剂的量子计算机模拟
量子物理
2025-04-03 v2 材料科学
化学物理
摘要
氢已成为一种有前景的能源，是实现低碳和可持续出行的关键。然而，其应用仍受限于燃料电池中电催化氧还原反应（ORR）较低的转换效率。因此，开发新型催化剂并深入理解其潜在反应变得至关重要。ORR 势能面的复杂性以及强电子关联的存在，对使用经典计算机进行原子尺度建模提出了挑战。这一情形为实施新型量子计算工作流以解决这些分子系统开辟了新途径。在此，我们提出一项开创性研究，结合经典与量子计算方法考察纯铂及铂/钴表面的 ORR。我们的研究首次证明了在 H1 系列囚禁离子量子计算机上实施该工作流的可行性，并指出了该反应量子化学建模所面临的挑战。结果凸显了含钴催化剂中强关联物种的参与，表明它们有望成为未来应用中展示量子优势的候选体系。
引用
@article{arxiv.2307.15823,
title = {Platinum-based Catalysts for Oxygen Reduction Reaction simulated with a Quantum Computer},
author = {Cono Di Paola and Evgeny Plekhanov and Michal Krompiec and Chandan Kumar and Emanuele Marsili and Fengmin Du and Daniel Weber and Jasper Simon Krauser and Elvira Shishenina and David Muñoz Ramo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.15823},
year = {2025}
}
备注
Main paper: 29 pages, 4 figures, Supplementary Material: 10 pages, 5 figures, 5 tables