Ngày 15 tháng 8 năm 2017, nhóm nghiên cứu của TS. Phạm Hồ Mỹ Phương, cộng tác viên nghiên cứu nhóm khoa học Phân tử và Vật liệu Nano vừa công bố nghiên cứu “Ảnh hưởng của thế điện cực đối với cơ chế Phản ứng giảm Oxy với chất điện phân Pd-Skin / Pd3Fe (111): Quan niệm từ tính toán dựa trên DFT” trên tạp chí Electrocatalysis.
.
Chất điện phân Pd-skin / Pd3Fe (111) là một nhân tố đầy hứa hẹn trong việc cải thiện động học của phản ứng giảm oxy (ORR) trên cực âm của các tế bào nhiên liệu màng trao đổi proton. Mặc dù các thí nghiệm đo hoạt động ORR so với thế điện cực và các nghiên cứu lý thuyết cho thấy vẫn còn thiếu sự tương quan giữa cơ chế phản ứng và thế điện cực. Trong bài báo này, bằng cách sử dụng lý thuyết chức năng mật độ, sự tương quan của năng lượng kích hoạt, cấu trúc, và cơ chế với thế điện cực lần đầu tiên được nghiên cứu cho chất điện phân Pd-skin / Pd3Fe (111). Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng bước chuyển proton và electron để chuyển đổi O2 sang HOO và sự phân ly của HOO thành HO + O trong cơ chế liên kết là những phản ứng trung gian đắt nhất gây ra năng lượng kích hoạt cao nhất và mất đi thế điện cực và vì vậy làm giới hạn đặc tính của các tế bào nhiên liệu. Do đó, nếu ta tìm ra phương pháp để giải quyết việc mất thế điện cực của các bước phản ứng này, có thể cải thiện dần động học của phản ứng giảm oxy. Nhóm nghiên cứu cũng tiết lộ sự trao đổi điện tích trong quá trình chuyển đổi electron và proton của các bước trung gian ORR.
.

Hình 5: Cấu trúc tối ưu (a, c) và sự khác biệt mật độ điện tích (b, d) tại cực tiểu (Min1, Min2) của bề mặt năng lượng tiềm năng cho sự hình thành HOOH *. Điện tích thu được (màu vàng) và điện tích mất đi (Cyan)
 

Xem bài báo tại đây.                                                                                                           

                                                                                                                                      Kim Loan