求助：计算压电材料的OER/HER台阶图时，应如何考虑压电效应？

sjasja3

如图是压电材料BiFeO3与TpPa-1-COF的异质结，文章分别计算了考虑/不考虑压电效应的催化台阶图。请问这种情况下应如何考虑压电效应呢？按一定方向施加应变可行吗？

ChemG

这个是很经典的电化学台阶图计算。但是用在压电系统中是否合适还有待商榷（还包括电势的选取、压电引发的结构变化、表面结构变化导致的催化性能的差异）。
结构方面：作者建立的异质结结构似乎是COF分子和BiFeO3的团簇，其中BiFeO3团簇的结构很奇怪。而且，BiFeO3表面暴露了很多的金属中心，这在水溶液中是很难存在的（Bi3+是及其亲氧的，至少要进行合适的溶剂化吧）。个人不成熟的认为建立的结构有一些问题（但是这样的计算太多了，有时候你指出，别人还会说文献中都这么算的）。

sjasja3

ChemG 发表于 2022-11-3 13:27
这个是很经典的电化学台阶图计算。但是用在压电系统中是否合适还有待商榷（还包括电势的选取、压电引发的结 ...

谢谢回复。请问这类（有待商榷的）计算中，一般是怎样操作来考虑压电效应对自由能的影响呢？（例如外加应变是否可行）？

ChemG

sjasja3 发表于 2022-11-3 17:30
谢谢回复。请问这类（有待商榷的）计算中，一般是怎样操作来考虑压电效应对自由能的影响呢？（例如外加应 ...

压电就是结构变化引发内部电场，个人觉得增加应变是可行的。
考虑压电效应还有几个问题，1. 形变的大小有多大（晶格常数改变量多大，哪个轴向）；2. 压电体系（超声）形变可能是瞬时的，所建立的表面是否是氧化或还原反应的晶面；3. 压电体系中仅形变引发的瞬间内部电场与电催化相似，但是压电中还包括空化、结构断键等，相比电催化复杂很多，可能不仅仅是电势发挥作用。