Structure et Catalyse de NiOOH : Avancées Récentes sur la Simulation Atomique

NiOOH est l'un des catalyseurs les plus prometteurs pour l'électrooxydation de l'eau et des molécules organiques. En parallèle de la longue pratique expérimentale visant à optimiser le catalyseur, des simulations atomiques, principalement basées sur des calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), ont été réalisées ces dernières années pour révéler la structure atomique de NiOOH et le mécanisme de réaction en catalyse. En raison de la complexité structurelle et de la difficulté à calculer la structure électronique, il existe de grandes préoccupations concernant l'exactitude des méthodes de premier principe et la validité des modèles structurels. Cette Perspective vise à donner un aperçu de l'état actuel de la simulation atomique sur la structure et la catalyse de NiOOH. Nous présentons d'abord les phases et structures de NiOOH obtenues par les dernières méthodes d'optimisation globale en combinaison avec des potentiels d'apprentissage automatique. Les structures électroniques de NiOOH sont ensuite décrites en comparant la performance de différents niveaux théoriques, en particulier ceux basés sur PBE+U et des fonctionnelles hybrides dans les calculs DFT. Enfin, en prenant la réaction d'évolution de l'oxygène de la dissociation de l'eau comme exemple, nous détaillons le mécanisme catalytique sur des surfaces de NiOOH pures, défectueuses et dopées au fer et fournissons des perspectives sur l'activité exceptionnelle du système dopé. Les directions futures pour les investigations théoriques sur NiOOH sont également discutées.