电极 - 电解质界面表面极化基于第一性原理建模的动态镜像电荷方法

《Journal of Chemical Theory and Computation》：Dynamic Mirror Image Charge Method for First-Principles-Based Modeling of Surface Polarization at the Electrode–Electrolyte Interface

　　

摘要

理解电极 - 电解质界面处双电层（EDL）的结构对于电催化和电荷储存过程至关重要。EDL 结构受电极极化的强烈影响，这突显了准确模拟极化效果的必要性。本研究引入了一种称为动态镜像分子动力学（DMI-MD）的新型模拟方法，以在经典分子动力学（MD）模拟中纳入电极极化。DMI-MD 采用一个动态变化的镜像平面，其位置取决于电解质电荷的位置。在镜像电荷框架内，该方法重现了板层的从头算线性响应静电极化，从而为复杂的电极极化提供了一个简化但准确的表示。对比分析表明，该方法优于其他 MD 极化方法，有效地捕捉了 EDL 电容特有的驼峰状双峰行为。DMI-MD 有望成为在经典 MD 框架内高效计算模拟不同界面极化效果的宝贵工具。