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Cu-आधारित सामग्रियों को रासायनिक लूपिंग दहन में उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण उपयुक्त ऑक्सीजन वाहक (OC) के उम्मीदवारों के रूप में देखा गया है। क्योंकि Cu ईंधन रिएक्टर में एक सामान्य कमी उत्पाद है और इसे एयर रिएक्टर में CuO में पुन: ऑक्सीडाइज किया जा सकता है, Cu के पूर्ण ऑक्सीडेशन प्रक्रिया की सूक्ष्म स्तर पर अंतर्दृष्टि प्राप्त करना अंतर्निहित ऑक्सीडेशन तंत्र और गतिशीलता की खोज के लिए महत्वपूर्ण है। इस काम में, घनत्व कार्यात्मकता सिद्धांत गणनाओं द्वारा विस्तृत ऑक्सीडेशन चरणों का अध्ययन किया गया है। सबसे पहले, Cu(111) सतहों पर ऑक्सीजन अणुओं के सबसे संभावित असंबद्ध अवशोषण पथों का निर्धारण किया गया है। मलिकेन चार्ज विश्लेषण और आंशिक स्थिति घनत्व विश्लेषण के आधार पर, ऑक्सीजन अवशोषण प्रक्रिया सतह पर Cu2O के बजाय CuO नैनो-द्वीप का उत्पादन करेगी। फिर, ऑक्साइड विकास के विवरण का पता लगाने के लिए आयनों (O2– और Cu2+) के प्रसार पथों की जांच की गई है। ऑक्सीजन का आंतरिक प्रसार Cu2O के निर्माण की ओर ले जाता है, हालांकि इसके लिए काफी उच्च ऊर्जा अवरोध हैं। इसके विपरीत, सतह पर तांबे के परमाणुओं का क्षैतिज विस्तार गतिशीलता और थर्मोडायनामिक्स में काफी आसान है, जो CuO ऑक्साइड नैनो-द्वीप के एपिटैक्सियल विकास और फिर एक बाहरी पतली CuO परत के निर्माण के अनुरूप है। इसके अलावा, Cu या Cu2O बल्क में तांबे के परमाणुओं का निरंतर बाहरी प्रसार (एपिटैक्सियल वृद्धि के लिए तांबे के परमाणुओं की भरपाई) पर भी विचार किया गया है। परिणाम दिखाते हैं कि Cu(111) बल्क में प्रत्येक प्रसार चरण की ऊर्जा अवरोध Cu2O(111) बल्क की तुलना में छोटी होती है, यह इंगित करता है कि बल्क Cu2O चरण Cu(111) बल्क में तांबे के बाहरी प्रसार के परिणामस्वरूप प्राथमिक रूप से बनता है और फिर अंततः बल्क CuO चरण में ऑक्सीडाइज किया जाता है। इस प्रकार, Cu → Cu2O → CuO का पूरा ऑक्सीडेशन तंत्र स्पष्ट किया गया है, जिसे शुद्ध तांबे के नियंत्रित ऑक्सीडेशन के एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए थर्मोग्राविमेट्रिक प्रयोग द्वारा मान्य किया गया है।
झेंग एट अल। (मोन,) ने इस प्रश्न का अध्ययन किया।