| Form of studies |
Master |
| Title of the study programm |
Chemical Technology |
| Title in original language |
Grafēna elektroda katalītiskā aktivitāte ūdens elektrooksidēšanā par H2O2: modelēšana no pirmajiem principiem |
| Title in English |
Catalytic activity of graphene electrode in electrooxidation of water to H2O2 : Predictions from first principles |
| Department |
14000 Faculty of Material Science and Applied Chemistry |
| Scientific advisor |
Sergejs Piskunovs |
| Reviewer |
Svetlana Žižkuna |
| Abstract |
Šajā darbā pirmo reizi ir veikta teorētiskā analīze elektrokatalītiskai H2O2 veidošanai uz oglekļa elektroda virsmas, izmantojot kvantu ķīmijas metodes un termodinamisko analīzi. Analīzes rezultāti ļauj secināt par konkurējošo pilnas un nepilnas ūdens oksidēšanas reakciju norisi. Darbā ir veikti sistemātiskie aprēķini 7 grafēna periodiskiem modeļiem ar blīvuma funkcionāļa teorijas (DFT) metodēm izmantojot CRYSTAL programmu. Aprēķini veikti gan grafēna tīrām virsmām, gan virsmām ar adsorbētiem intermediātiem, kas veidojas ūdens oksidēšanās procesos (HO*, O* un HOO*). Tika apskatīti grafēna elektrodu modeļi, kuriem intermediātu adsorbcija notiek grafēna plāksnes vidū. Datorsimulācijas rezultātā iegūtie skaitļi tika izmantoti intermediātu saistes enerģijas un brīvās enerģijas izmaiņas aprēķiniem. Uz brīvās enerģijas analīzes pamata ir noteikti reakciju noteicošie soļi, H2O2 veidošanās reakcijas selektivitātes un strāvas blīvuma atkarības no pielikta virspotenciāla. Ir prognozēts pieliktā teorētiskā virspotenciāla apgabals, kurā pētītām grafēnam piemīt gan augstā selektivitāte, gan pietiekošs strāvas blīvums, lai veicinātu efektīvu H2O2 elektrosintēzi.
Maģistra darbs uzrakstīts latviešu valodā, tā apjoms 100 lpp. Darbs satur 26 attēlus, 18 tabulas, 1 pielikumu un tajā izmantoti 73 literatūras avoti. |
| Keywords |
ūdens oksidēšana, ūdeņraža peroksīds, elektrokatalīze, grafēns, blīvuma funkcionāļa teorija, Gibsa brīvā enerģija |
| Keywords in English |
water oxidation, hydrogen peroxide, electrocatalysis, graphene, density functional theory, Gibbs free energy, ab initio thermodynamics |
| Language |
lv |
| Year |
2020 |
| Date and time of uploading |
28.07.2020 10:05:09 |
