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Simulações atomísticas em eletroquímica

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
(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, SEP 30 2021. Citações Web of Science: 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 AUG 5 2020. Citações Web of Science: 0.

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