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密度汎関数法による酸化還元電位の算出と電気化学反応への応用

使用密度泛函理论计算氧化还原电位及其在电化学反应中的应用

基本信息

批准号：
19029027
负责人：
小林久芳
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は、電気陰性度の異なる種々の原子(LiやF)を付加した白金クラスターを用いて、固体高分子型燃料電池の代表的な反応である水素生成反応と酸素還元反応を構成する素反応のエネルギー変化を計算した。各素反応を(1)オキソニウムイオン吸着、(2)電子注入、(3)水クラスター脱離の3段階に分け、第1段階が最も電極電位の影響を受けやすいことを示した。また、第1段階と第2段階で、それぞれ吸着系を最適化することにより、電子注入による構造変化を明確に示した。一般に、白金クラスターのイオン化ポテンシャルが小さいほど吸着構造は生成系に近づく。これは、クラスターのイオン化ポテンシャルが電極電位に対応するとして理解される。酸素還元反応では、全反応を10種類の還元素反応と非還元素反応に分解し解析した結果、酸素分子のO_O結合は、1電子還元を受けてOOH種となってから容易に解裂する。OOH種が還元されるとO原子とH_2Oになり、過酸化水素の生成は主反応とはならない。表面OH種は非常に安定であり、H_2Oへの還元は吸熱反応となる。これは、OH種が触媒毒となることを示唆している。すべての還元反応で、より正側の電位の(イオン化ポテンシャルが大きい)クラスターでは、より多くの反応が吸熱的であった。これは、活性化エネルギーが存在することを示している。

The applicant shall pay more attention to the application of platinum and solid polymer fuel cells, and the representative reaction of water element generation and acid reduction shall be calculated. The effect of the three stages of reaction (1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10),(11),(12),(13),(14),(15),(16),(17),(18),(19),(10),(11),( The structure of the first and second stages is clearly shown in the optimization of the adsorption system. In general, the adsorption structure of Platinum Crustal's Ionized Postencille is very small and close to the formation system. The electrode potential of the electrode is different from the electrode potential of the electrode. 10 kinds of acid reducing element reactions and non-reducing element reactions were analyzed. The results showed that the O_O binding of acid molecules and the OOH reaction of 1 electron reducing element were easy to decompose. OOH species are also produced by O atoms and H_2O. Surface OH species are very stable, H_2O species are very stable. This is the first time I've seen a drug. The potential of the positive side of the cell is reduced to a negative value, and the potential of the positive side of the cell is reduced to a negative value. This is the first time that a person has been activated.