理论计算

揭示亚纳米尺度的结构-活性相关性仍然是催化科学的一个重要挑战。在电催化过程中，动态结构演化导致晶体和电子的模糊纠缠，从而模糊了活性的起源。 北京科技大学张跃院士、康卓教授等人跟踪了…

本文聚焦于理论计算中一个常见但常被忽视的问题：并非所有催化反应都适合进行过渡态计算。 文章首先明确了过渡态的定义，即化学反应路径中能量最高的点，对应最关键、最难跨越的能垒。随后指出…

本文从理论计算角度分析了光催化剂的关键性能，涵盖电子结构、光学特性、载流子输运、表面反应及稳定性等方面。 通过密度泛函理论（DFT）解析能带结构、缺陷效应及掺杂调控，探讨光吸收性能…

质子交换膜水电解(PEMWE)具有高电流密度和低电阻损失，被认为是未来一项有前景的制氢技术。 目前，贵金属钌(Ru)和铱(Ir)氧化物催化剂在PEMWE的阳极中得到广泛应用。与Ir…

氢气由于其高能量密度和环境友善性质，是最有前景的能量载体。在各种制氢技术中，质子交换膜水电解(PEMWE)具有高功率密度、高氢纯度、快速启停响应和高转化效率等优点。在PEMWE中，…

电催化析氧反应(OER)是控制整个水分解反应的关键步骤，并在能量转换系统中作为必要的阳极过程。OER的两种机制通常已经确定：吸附态演化机制(AEM)，其特性是金属带在费米能级附近的…

实现钠离子电池（SIBs）的快速充电对于加速其市场渗透至关重要。硬碳（HC）因其高容量和低工作电位被认为是SIBs最有希望的负极材料。然而，硬碳负极中钠离子扩散动力学缓慢，限制了其…

氢气由于其高能量密度和环境友善性质，是最有前景的能量载体。在各种制氢技术中，质子交换膜水电解(PEMWE)具有高功率密度、高氢纯度、快速启停响应和高转化效率等优点。在PEMWE中，…

理论计算能够从原子和电子层面揭示 OER 的反应机理，今天这篇文章一步一步教你怎么来看OER。 将实验与理论计算相结合，形成一种互补的研究范式，能够更全面、深入地研究 OER 催化…

本文从理论计算角度探讨了催化剂电子结构与反应活性的关键分析方法。重点介绍了能带结构、态密度（DOS）、d带中心、COHP、差分电荷密度、电荷布居、电子局域函数（ELF）、静电势、H…

“从头算”（Ab initio）和“第一性原理”（First-principles）是理论计算科学中两个密切相关但又略有区别的概念，均指不依赖实验参数、从最基本的物理定律出发来研究…

在催化领域，理论计算，特别是基于密度泛函理论（DFT）的方法，起着至关重要的作用。它可以从原子和电子层面揭示催化反应的本质，帮助预测材料的吸附性能、反应路径以及能垒高低。 例如，通…

氧还原反应(ORRs)在质子交换膜燃料电池(PEMFCs)、金属空气电池、有机合成和环境保护技术中得到广泛应用。然而，缺乏高效的ORR催化剂阻碍了它们的实际应用。 近几十年来，人们…

由可再生电力驱动的水电解(WE)被广泛认为是可扩展生产绿色氢气的有希望的途径。在各种WE技术中，质子交换膜(PEM)-WE作为一种能够直接与波动电源集成的技术脱颖而出。这归因于其独…

由可再生电力驱动的水电解(WE)被广泛认为是可扩展生产绿色氢气的有希望的途径。在各种WE技术中，质子交换膜(PEM)-WE作为一种能够直接与波动电源集成的技术脱颖而出。这归因于其独…

电化学水分解可以将可再生电能转化为绿色氢气。然而，缓慢的OER动力学需要高度活性的电催化剂。增强OER催化剂性能的策略主要集中在掺杂、纳米结构和缺陷工程等，而电解质调节受到的关注相…

铜(Cu)基催化剂是目前唯一能够有效将CO2电催化转化为各种烃类和醇类的材料。Cu合金的设计已被证明是调节CO2还原反应产物的有效方法，包括添加金属的类型和含量。 这是因为合金可以…

由可再生电力驱动的一氧化碳(CO)电合成乙酸盐提供了一种获得有价值碳基产品的有前景的途径，但由于竞争激烈的HER过程，CO-乙酸选择性仍不理想。Cu催化CORR的研究表明，在H*缺…

通过开发单组分金属纳米结构将二氧化碳(CO2)和水(H2O)转化为高附加值化学品已引起广泛关注，因为与普通半导体相比，这些纳米结构的载流子密度高出几个数量级。这些纳米结构通过费米能…

OER被认为是可再生清洁能源最关键的反应之一，其被广泛认为是一种自旋禁阻反应，需要在碱性条件下从OH–的单自旋转态变为三重态氧。因此，需要同时克服热力势垒和自旋势垒。3…