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【调剂】北京石油化工学院2024年16个专业接受调剂
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hjlyyc

木虫 (知名作家)

无门派

[求助] 电催化能级图的计算已有1人参与

最近在学习电催化中的能级图计算,学习Nørskov的经典文献:J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886-17892
其中关于将结合能转化为自由能时,采用公式:ΔG = ΔEw,water + ΔZPE − TΔS
结合Table 3:  Zero Point Energy Corrections and Entropic Contributions to the Free Energies
电催化能级图的计算

计算H2O > *O + H2的TΔS=TS( *O + H2)-TS(H2O) = 0.41-0.67 =-0.26 eV, 但表中是-0.27 eV,不知我的计算方法是否有问题?

另外在绘制自由能图的时候,通过公式我们能算ΔG,不知这个起始的自由能如何确定?比如下图:
电催化能级图的计算-1
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
hjlyyc: 金币+10, 非常感谢!看图整个自由能变化好像是-1.23*2 eV? 另外不知我的TΔS计算方法对不对? 2018-07-31 08:48:42
这个图里是将生成物的能量为0。为简单起见,只画出U=0.0V的就可以了。

理想情况下,整个自由能的变化为-1.23 eV * 4,也就是整个的能量降为这个值。每个电子步的自由能变化都应接近-1.23 eV,这样的话,化学能转换为电能的效率最大。每一步的自由能的变化应为负值,也就是放热反应的。自由能的变化偏离-1.23 eV最大的那一个电子反应步(电子从催化剂和衬底转移到质子或中间吸附物的),就是rate-limited步,决定了可能的转换的电压,也就是U_limited。
2楼2018-07-28 20:50:31
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

图中贴的反应步骤,是2个e电子参与反应生成1个水分子,所以总的自由能变化为-1.23 * 2 eV.
3楼2018-07-31 12:31:20
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fengzhigu521

至尊木虫 (著名写手)

请问一下楼主注意到没有左上角H2O的TS这一项的计算好像不正确,按照他参考的physical chemistry那本书算的话TS=300*69.91/96485=0.22,和他说的0.67对不上,而O2和H2的倒是能对应上。此外,即使是按照H2O(g)来算,TS=300*188.83/96485=0.59。
4楼2018-12-15 21:21:34
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