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J-GLOBAL ID：202002271200452836   整理番号：20A0139246

Mxene-閉込め水におけるプロトンの酸化還元と輸送【JST・京大機械翻訳】

Proton Redox and Transport in MXene-Confined Water

著者 (7件)： Sun Yangyunli (Department of Chemistry, University of California, California, United States) ,  Zhan Cheng (Quantum Simulation Group, Lawrence Livermore National Laboratory, California, United States) ,  Kent Paul R. C. (Computational Sciences and Engineering Division, Oak Ridge National Laboratory) ,  Kent Paul R. C. (Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory) ,  Naguib Michael (Department of Physics and Engineering Physics, Tulane University, Louisiana, United States) ,  Gogotsi Yury (Department of Materials Science and Engineering and A. J. Drexel Nanomaterials Institute, Drexel University, Pennsylvania, United States) ,  Jiang De-en (Department of Chemistry, University of California, California, United States)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 12  号： 1  ページ： 763-770  発行年： 2020年 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： インターカレートプロトンの酸化還元反応は,H_2SO_4中でのMXene(二次元(2D)炭化物と窒化物)の擬容量に対して重要である。しかし,MXene層間に閉じ込められた水中でのプロトンの酸化還元と移動の原子論的理解はまだ欠けている。ここでは,第一原理分子動力学(FPMD)シミュレーションを用いて,プロトタイプMXeneとしてO終端Ti_3C_2を用いることにより,異なる厚さのMXene閉じ込め水層におけるプロトン移動機構を明らかにした。プロトン酸化還元過程は表面-Oサイトと界面水分子の間で可逆的に起こり,より頻繁な水-プロトン移動イベントにより相互作用することを見出した。表面酸化還元速度は,水の2つまたは3つの層におけるよりも,高度に閉じ込められた1層水においてはるかに高かった。プロトン移動度は水層数と共に増加し,すでに3層水のバルク値に近づいた。プロトン移動は,特別な対の舞踊を介して3Dバルク水のような2D様の閉じ込め水(厚さに関係なく)におけるEigen-Zundel-Eigen機構に従う。水の2つの層の場合における著者らのモデルは,H_2SO_4におけるTi_3C_2O_2電極を充電した後の実験的中間層間隔と非常に良く一致した。インターカレーションされたプロトンに対する高速表面酸化還元と水移動のFPMDからの著者らの発見は,インターカレーションステップのような他のプロセスがイオン輸送のボトルネックである可能性があることを意味している。Copyright 2020 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 水分子 ,  二次元 ,  層間隔 ,  プロトン移動 ,  窒化物 ,  三次元 ,  *酸化還元反応 ,  相互作用 ,  炭化物 ,  インターカレーション ,  界面 ,  イオン輸送 ,  シミュレーション ,  分子動力学 ,  *陽子

著者キーワード (5件)： Mxene ,  拘束水 ,  陽子拡散 ,  表面レドックス反応 ,  第一原理分子動力学

分類 (3件)： 燃料電池  (YB04040V) ,  電気化学反応  (CB07050F) ,  塩基,金属酸化物  (CD01030Z)

タイトルに関連する用語 (5件)： MXene ,  閉込め ,  プロトン ,  酸化還元 ,  輸送