H2O在Pt电极上解离反应的理论研究

水解离生成氧气的反应（〇ER:H2〇—1/2〇2+2H+ +2e-)是阳极最重要的反应之一,且广泛应用于能量存储/转化的各种设备中。但是由于该反应需要很高的过电势,其在电解工业（如氯碱工业）中造成大量的能量损失,所以人们一直在努力寻找对于氧气析出反应有更高效率的阳极材料。人们熟知在一定的电势条件下,水会解离成氧化物种（如〇H和〇）吸附于电极表面,并且随着电势的增加,吸附的氧化物种会进一步耦合成氧气。研究了 H2〇在Pt电极上的解离反应。通过计算,获得了氧气析出过程中密堆积的Pt( 111)表面和台阶Pt(211)表 面的相图。结果显示台阶面能够更好的吸附氧化物种(〇和〇H),且在相同电势条件下比平台 (111)表面的氧覆盖度高。在金属表面发生氧覆盖的同时,我们发现在电势低于1. 4 V时表面氧化形成次表层的氧的过程在热力学上已经能够发生。如计算结果所示,Pt电极上的H2〇解离反应是表面敏感反应,并且在高电势条件下易于氧化腐蚀。