Oxidation von Ameisensäure auf der Pt(111)-Oberfläche in der Gasphase

Die Oxidation von Ameisensäure (HCOOH) auf Pt(111) unter Gasphasenbedingungen ist eine Referenzreaktion der heterogenen Katalyse, die verwendet wird, um die elektro-katalytische Umwandlung von HCOOH in Brennstoffzellen zu untersuchen, die selbst eine wichtige Reaktion in der Energieumwandlung ist. Wir verwendeten Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie (DFT), um die grundlegenden Oxidationsmechanismen von HCOOH in der Gasphase zu erläutern und die relativen Stärken der chemischen Wechselwirkungen zwischen Oxidationszwischenprodukten von HCOOH und der Pt(111)-Oberfläche zu bestimmen. Wir konzentrierten uns darauf, zu untersuchen, wie Wasser und die Adsorptionsbedeckung die Strukturen der Reaktionszwischenprodukte und Übergangszustände beeinflussen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass adsorbiertes HCOO ein reaktives Zwischenprodukt in der Gasphase ist und ko-adsorbiertes Wasser eine Schlüsselrolle bei der Oxidation von HCOOH spielt, indem es die Struktur der Reaktionszwischenprodukte und die Reaktionsbarrieren auf Pt(111) beeinflusst. Die Simulationen zeigen, dass der bevorzugte katalytische Weg qualitativ von der Oberflächenbedeckung abhängig ist. Diese Ergebnisse bieten eine konzeptionelle Grundlage, um die komplizierte experimentelle Reaktionskinetik besser zu interpretieren.