Resolución Teórica de la Actividad Excepcional de Reducción de Oxígeno de Au(100) en Medios Alcalinos

La razón por la cual las superficies de Au(100) tienen una actividad excepcional hacia la reacción de reducción de oxígeno (RRR) en medios alcalinos ha sido un enigma de larga data que permanece sin explicarse. Teóricamente, la alta actividad de Au(100) no puede ser entendida completamente mediante el método de electrodo de hidrógeno computacional ampliamente empleado, porque se calcula que la adsorción de oxígeno en Au(100) es demasiado débil. Aquí presentamos un estudio de teoría del funcional de densidad de la interfaz electroquímica Au(100)/acuosa bajo condiciones de potencial constante. Los cálculos de cómo varían las energías de adsorción de los intermedios de la RRR en función del potencial aplicado y el pH muestran que *O2H puede estabilizarse en medios alcalinos en comparación con medios ácidos, lo que conduce a una actividad de RRR mejorada. *OH adsorbido puede además estabilizar *O2H adsorbido en un sitio vecino más cercano llevando a un camino de reducción favorable de 4e– y un potencial de inicio de 0.81 V frente al electrodo de hidrógeno reversible. Estos resultados proporcionan una comparación directa con experimentos y conocimiento sobre la influencia de la interfaz electroquímica en la energía de la RRR.