The Al electrode, in the absence of

The Al electrode, in the absence of corrosion, exhibits a large deviation from the commonly assumed thermodynamic potential to form bulk Al(OH)3. This is in part due to an electronic factor, that is, the asymmetry between the individual electrochemical steps as the bonds to the surface increase in strength with the number of adsorbates (∼0.2 eV per adsorbate, or 3% of the total energy). More importantly, the majority (14−29% of the thermodynamic formation energy depending on the Al facet) of this deviation results from the numerous additional interactions of Al(OH)3 units in the bulk, which are chemical in nature. This is an intrinsic property that arises from the stepwise nature of the surface mechanism and must be clearly distinguished from the overall bulk process. Therefore, according to the present DFT results, the maximum OCP of the Al electrode is only around −1.87 V versus SHE at pH 14.6 rather than the widely cited −2.34 V. The implications of this conclusion are profound for Al−air batteries; while inhibiting corrosion may affect the coulombic efficiency of the battery, such efforts can do little to increase the output potential of the battery above 1.9V. Note that when significant Al corrosion is present, even lower output potentials are obtained exper- imentally. In addition, comparing the surface thermodynamics at the step/kink to terrace sites also implies a high Tafel slope, even in the absence of film formation, and this ultimately limits the maximum power obtainable from the Al−air battery

Kết quả (Việt) 2:

Các Al điện cực, trong trường hợp không ăn mòn, trưng bày một độ lệch lớn từ tiềm năng nhiệt động thường giả định để tạo thành số lượng lớn Al (OH) 3. Đây là một phần do một yếu tố điện tử, đó là, sự bất đối xứng giữa các bước điện cá nhân như các trái phiếu để tăng bề mặt trong sức mạnh với số lượng adsorbates (~0.2 eV mỗi adsorbate, hoặc 3% tổng năng lượng). Quan trọng hơn, phần lớn (14-29% năng lượng nhiệt động lực hình thành tùy thuộc vào các khía cạnh Al) của độ lệch này là do nhiều sự tương tác bổ sung của Al (OH) 3 đơn vị trong số lượng lớn, đó là những chất hóa học trong tự nhiên. Đây là một tài sản nội tại phát sinh từ bản chất theo từng bước của các cơ chế bề mặt và phải được phân biệt rõ ràng từ các quá trình số lượng lớn chung. Do đó, theo kết quả DFT hiện nay, OCP tối đa điện cực Al chỉ khoảng -1,87 V so với SHE là ở pH 14.6 hơn là trích dẫn rộng rãi -2,34 V. Ý nghĩa của kết luận này là sâu sắc cho pin Al-không khí; trong khi ức chế ăn mòn có thể một ff ect các coulombic e ffi tính hiệu của pin, e như ff những nỗ lực có thể không làm gì để tăng khả năng sản lượng của pin trên 1.9V. Lưu ý rằng khi fi trong yếu cant Al ăn mòn là hiện nay, tiềm năng sản lượng còn thấp hơn thu được exper- imentally. Ngoài ra, so sánh nhiệt động bề mặt ở bước / xoắn tới các trang sân thượng cũng ngụ ý một dốc Tafel cao, ngay cả trong trường hợp không có hình fi lm, và điều này cuối cùng đã hạn chế sức mạnh tối đa có thể đạt được từ không khí Al pin