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Simulações atomísticas em eletroquímica

Processo: 17/10292-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de agosto de 2018 - 31 de julho de 2024
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Convênio/Acordo: Sociedade Max Planck para o Avanço da Ciência
Pesquisador responsável:Luana Sucupira Pedroza
Beneficiário:Luana Sucupira Pedroza
Pesq. responsável no exterior: Mariana Rossi Carvalho
Instituição no exterior: Max Planck Society, Berlin, Alemanha
Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Alexandre Reily Rocha
Bolsa(s) vinculada(s):22/08883-8 - Simulações mecânica quântica/mecânica molecular de interfaces água/metal, BP.IC
22/02351-4 - Efeitos nucleares quânticos para moléculas absorvidas em superfícies metálicas, BP.MS
20/16593-4 - Dinâmica molecular ab initio de interfaces água/metal, BP.MS
20/09011-9 - Modelagem teórica de interfaces eletroquímicas, BP.PD
Assunto(s):Estrutura eletrônica  Eletroquímica  Efeitos quânticos  Atomística  Métodos ab initio 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Ab initio molecular dynamic | Dft | electrochemistry | Nuclear Quantum Effects | Estrutura eletrônica

Resumo

Controlar as reações químicas para obter energia de uma maneira mais eficiente é desafiador dado que as reações eletroquímicas ocorrem na interface sólido/líquido. Pouco se entende sobre essas interfaces heterogêneas num nível microscópico, tanto experimentalmente quanto de uma perspectiva teórica. O progresso nas simulações atomísticas com o desenvolvimento de metodologias e um aumento do poder computacional tem um importante papel no avanço da chamada eletroquímica ab initio. Isso permitirá predições quantitativas e assim um design específico ao material. Nesse projeto estudaremos em detalhe as propriedades estruturais e dinâmicas de eletrólitos aquosos em interfaces metálicas incluindo os efeitos quânticos nucleares e considerando o efeito do potencial do eletrodo, na presença de uma voltagem externa aplicada aos eletrodos. Isso será feito desenvolvendo-se uma nova estrutura computacional estado-da-arte baseada em metodologias ab initio, tais como a Teoria do Funcional da Densidade (DFT), métodos de funções de Green fora do equilíbrio (NEGF) e o formalismo de dinâmica molecular de integrais de caminho (PIMD). Dessa forma, teremos uma descrição melhor e mais detalhada da interface água/metal, permitindo uma correspondência entre a voltagem macroscópica e a (re)distribuição de carga interfacial microscópica em células de combustível eletroquímicas. Esse projeto envolverá uma forte colaboração entre grupos teóricos e experimentais tanto no estado de São Paulo quanto do Fritz Haber Institute - Max Planck Society em Berlin. (AU)

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Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
TORRES, ALBERTO; PEDROZA, LUANA S.; FERNANDEZ-SERRA, MARIVI; ROCHA, ALEXANDRE R.. Using Neural Network Force Fields to Ascertain the Quality of Ab Initio Simulations of Liquid Water. Journal of Physical Chemistry B, v. 125, n. 38, p. 10772-10778, . (17/02317-2, 16/01343-7, 17/10292-0)
MUKIM, S.; AMORIM, F. P.; ROCHA, A. R.; MUNIZ, R. B.; LEWENKOPF, C.; FERREIRA, M. S.. Disorder information from conductance: A quantum inverse problem. Physical Review B, v. 102, n. 7, . (17/10292-0, 17/02317-2, 16/01343-7)
GOMES-FILHO, MARCIO S.; PEREIRA, ALINE O.; FELICIANO, GUSTAVO T.; PEDROZA, LUANA S.; COUTINHO-NETO, MAURICIO D.. Extending the applicability of popular force fields for describing water/metal interfaces: application to water/Pd(111). PHYSICA SCRIPTA, v. 98, n. 1, p. 14-pg., . (20/09011-9, 17/10292-0, 17/02317-2)
GOMES-FILHO, MARCIO S.; TORRES, ALBERTO; ROCHA, ALEXANDRE REILY; PEDROZA, LUANA S.. Size and Quality of Quantum Mechanical Data Set for Training Neural Network Force Fields for Liquid Water. Journal of Physical Chemistry B, v. 127, n. 6, p. 7-pg., . (17/10292-0, 20/09011-9, 16/01343-7, 17/02317-2)
MUKIM, S.; AMORIM, F. P.; ROCHA, A. R.; MUNIZ, R. B.; LEWENKOPF, C.; FERREIRA, M. S.. Disorder information from conductance: A quantum inverse problem. PHYSICAL REVIEW B, v. 102, n. 7, p. 6-pg., . (17/02317-2, 16/01343-7, 17/10292-0)

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