分會(huì)

第二十四分會(huì)：化學(xué)中的量子與經(jīng)典動(dòng)力學(xué)

摘要

不同于傳統(tǒng)的固/液界面，電極/聚電解質(zhì)界面具有許多獨(dú)特的性質(zhì)。電極/聚電解質(zhì)界面是一個(gè)新型的電化學(xué)界面，聚合物上的電荷基本上可以認(rèn)為是固定的，只有溶液中的離子（H+或OH-）可以隨電位自由移動(dòng)，這是電極/聚電解質(zhì)界面區(qū)別于傳統(tǒng)固/液相界面的一個(gè)重要特征。電極/聚電解質(zhì)界面的引入，可以為電化學(xué)研究開辟了新的研究領(lǐng)域，也為解決燃料電池的瓶頸問題提供了全新的研究思路。但現(xiàn)階段對(duì)于該新型界面微觀結(jié)構(gòu)的研究，以及其納米尺度下的電化學(xué)行為的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，需要發(fā)展有針對(duì)性的計(jì)算模擬對(duì)其開展深入的探索。目前，我們利用全原子分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了堿性聚電解質(zhì)（季氨聚砜陰離子交換膜）在石墨電極上不同電極電勢下的雙電層結(jié)構(gòu)和極化行為?；谌臃肿觿?dòng)力學(xué)方法獲得的石墨（graphite）/堿性聚電解質(zhì)（alkaline polymer electrolyte, AEM）界面結(jié)構(gòu)，可以很好的保留分子結(jié)構(gòu)信息，能夠?yàn)橹筢槍?duì)不同的界面環(huán)境進(jìn)行的模型構(gòu)筑提供理論基礎(chǔ)。我們期待借此構(gòu)筑不同電極材料、聚電解質(zhì)類型、含水量以及電位下的新型電化學(xué)界面，并研究不同界面因素對(duì)新型電化學(xué)界面結(jié)構(gòu)及極化性質(zhì)的影響。最終在理論模擬的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提升對(duì)電極/聚電解質(zhì)新型電化學(xué)界面催化反應(yīng)過程本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，并能指導(dǎo)電化學(xué)表界面的功能性構(gòu)筑與電催化行為調(diào)控，為新一代燃料電池和電化學(xué)碳循環(huán)技術(shù)提供理論支撐。

關(guān)鍵詞

分子動(dòng)力學(xué)模擬;聚合物;電化學(xué)界面

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