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J-GLOBAL ID：202102223869620690   整理番号：21A0002653

グラフェン様材料の電気触媒特性の第一原理記述【JST・京大機械翻訳】

First-principles description of electrocatalytic characteristics of graphene-like materials

著者 (2件)： Hartmann Gregory (McKetta Department of Chemical Engineering, University of Texas at Austin, Austin, Texas 78712, USA) ,  Hwang Gyeong S. (McKetta Department of Chemical Engineering, University of Texas at Austin, Austin, Texas 78712, USA)
資料名： Journal of Chemical Physics  (Journal of Chemical Physics)
巻： 153  号： 21  ページ： 214704-214704-7  発行年： 2020年 
JST資料番号： C0275A  ISSN： 0021-9606  CODEN： JCPSA6  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： グラフェン様材料(GLM)は貴金属系電極触媒の有望な代替として注目されている。しかし,それらの電極触媒特性の記述は,特に一定の化学ポテンシャルの下で,改善する必要がある。従来の金属電極の場合と異なり,電極-電解質界面での電気二重層(φ_D)を横切る電位降下は,充電によるDirac点(eφ_G)のシフトにより,印加電圧(φ_app)から実質的に逸脱する。これは,界面容量(C_T)とφ_appと自由エネルギー変化(ΔF)の間の関係を著しく変える。したがって,GLMsの電極触媒特性をよりよく理解し最適化するために,電極寄与の正確な評価が必要である。本研究では,φ_app-ΔF関係を記述するのに利用できる第一原理法を再検討し比較した。φ_appまたは電極電位(φ_q)の関数としてΔFを決定するためにグランドカノニカル密度汎関数理論を用いて,eφ_Gの相対的寄与を推定した。平行して,eφ_Gは,非荷電GLMの電子構造の密度汎関数理論解析から直接抽出される。両方法の結果は,元のグラフェンに対してほぼ一致したが,それらの予測は吸着物の存在下で顕著に逸脱した。不一致の起源を解析し,説明した。次に,元のグラフェン上の還元(水素化)および酸化(ヒドロキシル化)反応を例として,電極触媒プロセスの予測に対する第一原理法の適用を評価した。本研究は,GLMsの電極触媒性能の決定における電極電子構造の修飾の重要な役割を強調した。Copyright 2021 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 界面 ,  化学ポテンシャル ,  最適化 ,  電位 ,  電荷 ,  電子構造 ,  貴金属 ,  水素化 ,  電極電位 ,  充電 ,  電極触媒 ,  ヒドロキシ化 ,  密度汎関数法 ,  *グラフェン
準シソーラス用語： Dirac点 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 分子の電子構造  (BH05010Q) ,  無機化合物一般及び元素  (CD01010D)

タイトルに関連する用語 (4件)： グラフェン ,  触媒特性 ,  第一原理 ,  記述