金属膜触媒反応のための量子モンテカルロ法:Pt/Al(111)上に吸着した一酸化炭素への水付加,水素への経路【JST・京大機械翻訳】

Kiraz Asli OEztuerk; Bagci Ali; Hoggan Philip E.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202201163118688 整理番号：22P0283154

金属膜触媒反応のための量子モンテカルロ法:Pt/Al(111)上に吸着した一酸化炭素への水付加,水素への経路【JST・京大機械翻訳】

Quantum Monte Carlo method for metal-film catalysis: water addition to carbon monoxide adsorbed on Pt/Al(111), a route to hydrogen

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発行年： 2022年02月01日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年05月10日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

化石燃料のクリーンで持続可能な代替としての水素生産は,ペースの収集である。Paris-CDG空港の容量は,水素駆動面が使用できるまで,オリンピックのオリンピックゲームでも停止した。したがって,触媒選択的水素生産と触媒構造の最適化をタイムリーに行う。全ての化学製造の90%以上が固体触媒を使用する。本研究は,安価なAl(111)によって支持された白金薄膜上への炭素-酸化(CO)の吸着を記述する。COは水と反応して水素(水性ガスシフト)を生成する。量子モンテカルロ法は,最密充填Pt/Al(111)でのこの触媒反応の初期段階を調べるのに十分な精度である。多くの化学反応は結合解離を含む。このプロセスは固体表面での律速段階である。結合破壊はHartree-FockおよびDFT法によりあまり記述されていないので,著者らの埋め込み活性部位アプローチを用いて,新しい量子モンテカルロ(QMC)方法論を実証した。研究した水性ガスシフト反応段階は,Al(111)によって支持されたPt単分子層上に予め吸着したCOへの水添加である。水分子は部分的に解離した。その酸素原子は吸着COOHとPt-Hを与えるCOに結合する。この協奏的付加は律速段階である。その後の段階では,吸着したギ酸塩種(酸性水素による)が二酸化炭素に分解し,Pt-Hへのプロトン移動後に,清浄な生成物H_2が得られた。QMC活性化障壁は64.8±1.5kJ/molであった。このように,QMCは類似の触媒系の調査に有望であることを示した。【JST・京大機械翻訳】

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燃料電池

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