| مطالعه DFT مکانیسم واکنش تولید اکسیژن روی الکتروکاتالیست گرافاین |
| کد مقاله : 1206-IACC7 (R1) |
| نویسندگان |
|
فاطمه متقی *1، حسین محمدی منش1، نعیمه ترابی2 1دانشکده شیمی، مجتمع علوم، دانشگاه یزد، یزد، ایران 2دانشکده فیزیک، مجتمع علوم، دانشگاه یزد، یزد، ایران |
| چکیده مقاله |
| اکسیژن نقش حیاتی در فرآیندهای مختلف صنعتی ایفا می‌کند. با توجه به محدودیت منابع فسیلی و ضرورت توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر، تولید اکسیژن از طریق شکافت آب با استفاده از الکتروکاتالیست‌های کارآمد اهمیت فزاینده‌ای یافته است. گرافاین به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، پتانسیل قابل توجهی به عنوان الکتروکاتالیست برای واکنش تولید اکسیژن (OER) نشان می‌دهد. در این پژوهش، عملکرد کاتالیزوری گرافاین برای OER با استفاده از روش‌های محاسباتی مبتنی بر نظریه تابعی چگالی (DFT) مورد بررسی قرار گرفت. انرژی‌های آزاد گیبس مراحل مختلف واکنش OER و پتانسیل مازاد برای OER محاسبه شد. همچنین، جذب گونه‌های واسطه کلیدی بر روی پنج سایت مختلف گرافاین شبیه‌سازی شد. محاسبات DFT نشان داد که انرژی‌های آزاد گیبس مراحل یک تا چهار OER به ترتیب 0/13-، 2/10، 2/39 و 0/56 الکترون ولت است. پتانسیل مازاد برای ,واکنش 1.61 ولت محاسبه شد. این مقادیر نشان‌دهنده عملکرد کاتالیزوری مناسب گرافاین در مقایسه با کاتالیست‌های فعلی OER است. همچنین، شبیه‌سازی‌ها نشان داد که سایت H1 گرافاین، به دلیل جذب قوی‌ترین گونه واسطه OH، مناسب‌ترین مکان برای OER است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که گرافاین پتانسیل تبدیل شدن به یک الکتروکاتالیست کارآمد و پایدار برای OER را دارد. پایداری ذاتی گرافاین، آن را به گزینه‌ای جذاب برای جایگزینی الکتروکاتالیست‌های فعلی در فرآیند شکافت آب تبدیل می‌کند. انجام مطالعات تجربی برای تأیید عملکرد کاتالیزوری گرافاین و بررسی دقیق‌تر مکانیسم واکنش OER بر روی این ماده توصیه می‌شود. همچنین، مطالعه سایر ساختارهای گرافاینی برای بهینه‌سازی عملکرد کاتالیزوری OER می‌تواند زمینه‌های جدیدی برای تحقیقات آینده فراهم کند. |
| کلیدواژه ها |
| واکنش تولید اکسیژن، نظریه تابعی چگالی، 6، 6، 12-گرافاین، الکتروکاتالیست. |
| وضعیت: چکیده برای ارائه به صورت پوستر پذیرفته شده است |