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金属间化合物Pt_(7)Sb投影berry相位与析氢催化关联的第一性原理计算

金属学报 2024年第6期60卷 837-847页

作者：周彦余李江旭刘晨赖俊文高强马会孙岩陈星秋中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

高效催化材料的设计是能源材料领域的重要任务之一。本工作根据寻找具有低Pt负载量的高效析氢反应(HER)催化剂的指导原则,结合投影berry相位描述符,设计发现了性能优异的HER催化剂立方Pt_(7)Sb,其氢吸附Gibbs自由能(ΔG_(H^(*)))甚至小... 详细信息

高效催化材料的设计是能源材料领域的重要任务之一。本工作根据寻找具有低Pt负载量的高效析氢反应(HER)催化剂的指导原则,结合投影berry相位描述符,设计发现了性能优异的HER催化剂立方Pt_(7)Sb,其氢吸附Gibbs自由能(ΔG_(H^(*)))甚至小于Pt元素。因此,在降低Pt负载量的情况下,其HER催化活性有望提高。从电子结构分析来看,2个描述符ΔG_(H^(*))和投影berry相位之间有很好的一致性。由于投影berry相位完全由体态(波函数相位)决定,这种一致性意味着良好的催化性能与本征电子结构的拓扑性质之间存在着密切的关系。该结果提供了一个很好的HER催化剂候选材料,降低了Pt的负载量,并为展示催化剂本征拓扑性质的作用提供了参考。

关键词：析氢反应催化剂投影berry相位第一性原理计算

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金属间化合物PtSb波函数投影berry相位与析氢催化关联的第一性原理计算

引用

金属学报 2023年

作者：周彦余李江旭刘晨赖俊文高强马会孙岩陈星秋中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室中国科学技术大学材料科学与工程学院

根据寻找具有低Pt负载量的高效析氢反应(HER)催化剂的指导原则,结合投影berry相位描述符,设计发现了性能优异的HER催化剂立方Pt7Sb,其氢吸附Gibbs自由能(ΔGH*)甚至小于Pt元素。因此,在降低Pt负载量的情况下,其HER催化活性有望提高。从... 详细信息

根据寻找具有低Pt负载量的高效析氢反应(HER)催化剂的指导原则,结合投影berry相位描述符,设计发现了性能优异的HER催化剂立方Pt7Sb,其氢吸附Gibbs自由能(ΔGH*)甚至小于Pt元素。因此,在降低Pt负载量的情况下,其HER催化活性有望提高。从电子结构分析来看,2个描述符ΔGH*和投影berry相位之间有很好的一致性。由于投影berry相位完全由体态(波函数相位)决定,这种一致性意味着良好的催化性能与本征电子结构的拓扑性质之间存在着密切的关系。该结果提供了一个很好的HER催化剂候选材料,降低了Pt的负载量,并为展示催化剂本征拓扑性质的作用提供了参考。

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