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包括电催化在内的化学反应异相催化具有广泛的应用。然而，这是一个复杂的过程，涉及许多需要考虑的因素，包括多个阶段、条件随时间的变化和电子转移。因此，使用计算方法对这些过程进行建模具有挑战性。尽管如此，计算研究提供了在不干扰系统的情况下在原子水平上探索系统的可能性，这意味着它有可能提供实验无法获得的信息。计算研究还可以创建非物理情况，这对于阐明观察到的结果的根本原因很有价值。在本次演讲中，我们将介绍一些研究，其中我们使用计算模拟来深入了解催化过程 1-3，以及其他研究，其中我们的计算工作与实验室实验相结合以了解正在发生的过程。4 这些研究使用了密度泛函理论和分子动力学模拟的量子化学计算，从而开发了有关可能结构和动力学的模型和信息。参考文献： 1. QK Loi 和 DJ Searles，使用 ReaxFF 分子动力学模拟的铁催化剂上 CO 2 加氢反应动力学，即将出版，Langmuir (2024)。https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.4c01212 2. S. Bu、Y Chen、DJ Searles 和 Q Yuan，石墨烯成核密度与 Cu (111) 表面外延生长取向之间的关系，Materials Today Chemistry，31，101612。(2023) 3. T. Duivenvoorden、S. Sanderson、DJ Searles，电池与超级电容器，7，e202300324 (2024)。 4. H. Chen, J. Iyer, Y. Liu, S. Krebs, F. Deng, A. Jentys, DJ Searles, MA Haider, R. Khare 和 JA Lercher, 《Cu 上的电催化 H2 释放、羰基加氢和碳-碳偶联机理》, 《J. Am. Chem. Soc. 146, 13949–13961 (2024)。
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