Theoretical description of the electrode potential

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Die Gegenwart des Elektrolyten und externer elektrischer Felder stellt eine beträchtliche Herausforderung für Beschreibung elektrokatalytischer Systeme aus ersten Prinzipien dar. Obwohl es bereits einige vielversprechende Ansätze gibt, existiert bisher noch keine allgemein akzeptierte Methode, um das Elektrodenpotential in periodischen DFT-Rechnungen darzustellen. In diesem Projekt soll die Qualität aktueller Implementierungen zur realistischen Beschreibung des Elektrodenpotentials überprüft werden. Konkret soll der Ansatz, eine explizite Gegenelektrode in einem periodischen DFT-Code einzuführen, mit anderen Methoden wie zum Beispiel die Realisierung der Gegenelektrode durch einen konstanten Ladungshintergrund verglichen werden. Was die Behandlung des Elektrolyten betrifft, so sollen möglichst viele Moleküle und Ionen explizit mitgenommen werden, allerdings sollen aber auch Einbettungsschemata mit polarisierbaren Medien getestet werden. Die fertig implementierte Methode soll dann validiert werden, wobei insbesondere die elektrokatalytische Oxidation von Methanol untersucht werden soll. Besondere Aufmerksamkeit soll dabei auf Möglichkeit konzertierter Reaktionsmechanismen gerichtet werden.