遷移金属酸化物電極における競合する塩素および酸素進化反応の安定性と選択性の制御

要約 塩‐アルカリ電解は大規模な産業プロセスであり、陽極での気体塩素の進化（塩素進化反応、CER）は、気体酸素の進化（酸素進化反応、OER）が望ましくない副反応を構成し、塩素の選択性を低下させるため、選択性の問題が伴う。陽極材料の活性成分はRuO₂であり、(110)面が最も安定した表面終端であり、競合するCERおよびOERの基本的な反応ステップはすでに原子スケールで解明されている。ここでは、CER/OER条件下でのRuO₂ (110)電極の選択性の問題と安定性範囲を、動力学的記述を表面ポールバックス図と線形スケーリング関係と組み合わせて探求する。この調査は、高度な材料スクリーニングアプローチに直接統合され、限界的なOOH（OER）とOCl（CER）吸着種との自由エネルギー差が安定性とCER選択性の指標として調和されることを示している。この発見は、電解触媒による塩素生成のための遷移金属酸化物を基にした改良された電極材料の探索において計算研究者を支援する。