КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-23-00535

НазваниеМоделирование электрокаталитических свойств допированных азотом графенов в реакции восстановления кислорода

Руководитель Кисленко Сергей Александрович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-402 - Электрохимия и коррозия металлов

Ключевые слова Электрокатализ, реакция восстановления кислорода, допированный графен, теория функционала плотности, молекулярная динамика.

Код ГРНТИ31.15.33

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Перспективной альтернативой платиновым катализаторам для реакции восстановления кислорода (РВК) являются допированные гетероатомами графеноподобные материалы, которые в щелочной среде по каталитической эффективности приближаются к Pt, при этом обладают меньшей скоростью деградацией. Дальнейший неэмперический прогресс в данной области требует развития расчетных методов, позволяющих объяснить механизм электрокаталитического действия, и предложить молекулярный дизайн поверхности с улучшенными свойствами. В данном проекте предложен новый подход теоретического исследования многостадийных электрокаталитических реакций с использованием методов атомистического моделирования, таких как молекулярная динамика (МД) и теория функционала плотности (DFT). Подход обладает рядом преимуществ по сравнению с общепринятым подходом Норскова. А именно: отсутствует предположение об адсорбции/хемосорбции реагентов и интермедиатов, участвующих в электронном переносе; свободная энергия интермедиатов вблизи заряженной поверхности электрода вычисляется самосогласованно; при расчете активационных барьеров элементарных стадий вводится дифференцировка реакций по типам (электронный перенос; электронный перенос с разрывом химической связи; электронный переноса, сопровождающийся протонным переносом), и учитываются особенности каждого типа реакции. Предложенный подход будет применен для исследования РВК на поверхности допированных азотом графенов в щелочном водном растворе. Будет установлен механизм и лимитирующая стадия РВК на поверхности графене; определен механизма электрокаталитического действия N-допированных графенов. Предлагаемый в проекте подход может быть применен для исследования различных электрохимических реакций и электрокатализаторов, что определяет актуальность проекте для широкого круга электрохимических задач.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---