
本次课程我们为大家介绍电催化领域的模型搭建与表面调控、吸附性质、台阶图计算,帮助科研人员系统了解电催化材料的思路,掌握基本的和先进的计算方法,将计算应用于日常实验、科研思路的分析之中。
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线上培训第七课:电催化建模-台阶图计算
直播时间:2022年9月21日(星期三) 14:00-15:00
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课程 |
课程内容 |
课程大纲 |
第七课 |
模型搭建与表面调控 |
形貌调控 |
掺杂和构建表面缺陷 |
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吸附性质 |
自动识别吸附位点 |
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多位点吸附建模 |
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吸附能计算 |
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台阶图计算 |
确定基元反应 |
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搭建用于计算的结构模型 |
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吉布斯自由能的热力学矫正 |
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OER/ORR台阶图绘制 |
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文献案例解读 |
1、模型搭建与表面调控
合理的调节和优化电催化材料的形貌(包含晶面)可以暴露更多的反应活性位点,提供更多的反应路径,提升其电催化活性。常见的表界面调控策略有:形貌调控,掺杂和构建表面缺陷,构建异质结体系以及助催化剂修饰等。
图1二维材料模型搭建与表面调控
2、吸附性质
催化反应的第一步是表面吸附,不同的表面结构具有不同的吸附位点,需要枚举出所有可能性的吸附位点,通过吸附能判断筛选最佳吸附位点。
图2 CO2在Ag(110)表面的吸附位点和吸附能
3、台阶图
台阶图在电催化计算中是最常见的一种结果展示图形,从台阶图中可以获取基元反应各个步骤之间的能量变化,并且也可以得到电极电势等信息。本部分内容研究不同Cu单原子掺杂的石墨烯的反应过程台阶图,探究石墨烯对CORR催化性质的影响。
图3 催化反应过程及台阶图
确定基元反应步骤
我们以OER反应机理研究为例进行说明。首先OER反应的总反应方程式为:
,接下来需要确定 OER的分步基元反应式。

搭建用于计算的结构模型
将分步反应中出现的各个中间态模型都搭建出来(H2O;*;OH*;O*;OOH*;O2)。

DFT计算,绘制台阶图
利用DFT对吸附分子做自由能矫正,绘制台阶图。
图示:理想台阶图
课程主题:电催化领域二维材料及模型构建、吸附性质、电催化台阶图计算
主办单位:北京迈高材云科技有限公司
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培训形式:线上直播,提供回放视频。
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