第八章 結果與討論
8.4 比較
8.4.1 全金屬 v.s 金屬與電解質的介面
圖 8-6Hydrogen Oxidation 在全金屬與金屬/電解質的介面上反應熱函變化能量 (ΔH)，以及反應活化能(Ea)的趨勢比較圖(單位為 eV)
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從圖 8-6 中，先觀察兩個路徑的反應熱函變化能量比較圖，可以看到 Cu、
Ag、Au 在規屬的週期中，反應熱函變化能量是最小的，也可以觀察到不論是哪 一種反應路徑，Metal 與 O-interface 的趨勢圖有相似分布的情形。在活化能的比 較圖裡，路徑 1 反應的比較發現在 Zr-interface 都相較於其它的高，而路徑 2 反 應的比較則是發現 O-interface 的反應活化能大多低於其他兩者，氧空穴的存在不 單單只影響了電解質，連同金屬電極部分也都有受到其變化而改變。
8.4.2 全金屬 v.s 電解質
圖 8-7Hydrogen Oxidation 兩個路徑在全金屬與電解質上反應熱函變化能量(ΔH)，
以及反應活化能(Ea)的趨勢比較圖(單位為 eV)
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在全金屬與電解質的比較中，我們能從比較圖上發現，全金屬跟 O-surface 在反應熱函變化能量及反應活化能上都非常相近，在文獻中指出當表面的氧空穴 變多，會使得其吸附金屬的能力變強，這樣的結果導致了反應不容易進行，所以 才會使得 Zr-surface 上不易進行反應。
8.4.3 電解質 v.s 金屬/電解質的介面
圖 8-8Hydrogen Oxidation 在電解質與金屬/電解質的介面上反應熱函變化能量 (ΔH)，以及反應活化能(Ea)的趨勢比較圖(單位為 eV)
最後是比較電解質與金屬/電解的介面計算結果，反應熱含變化能量趨勢比 較圖上可以發現，當兩種類型的電解質吸附上金屬後，在此介面做路徑 1 或路徑 2 都有促使反應熱下降的現象出現。在路徑 1 活化能比較圖上可以觀察到 Zr 作
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為吸附接觸表面的電解質不論是否吸附上金屬形成介面，其活化能都相當的高，
而 O 作為吸附接觸表面的電解質，吸附上金屬形成介面後，活化能依舊維持較 低的情形。在路徑 2 的活化能比較圖更明顯看到 Zr 作為吸附接觸表面的電解質 吸附上金屬形成介面後活化能有提升的現象出現，反之觀察 O 作為吸附接觸表 面的電解質吸附上金屬形成介面後，有降低活化能的現象發生，藉由這樣的現象 我們可以對計算的模型反應性排列: Zr-surface < Zr-interface < O-surface
<O-interface。
第九章結論
我們將 Hydrogen Oxidation 分成兩個路徑，反別在全金屬、電解質、金屬/
電解質介面 三個部分上計算，在全金屬上的計算下，發現分子吸附在 Au、Ag、
Cu 較為適合，而其他金屬則是對於分子吸附力過強而使得反應不易進行，而在 電解質上的計算可以發現，氧空穴的增加會使得吸附分子被拘束，造成反應不易 進行，而在金屬對反應的催化性下，可以得到是 Au、Ag、Cu>Pd、Pt、Ni>Ir、
Rh、Co，在同週期上的順序上發現，當金屬原子越大相對越容易完全吸附在 ZrO2 上的 FCC 位上，使得 M/ZrO2反應位非常穩定，也促使反應性變好。在 Interface 上的模擬計算讓我們發現反應機制跟大家所討論的 Hydrogen-spillover
mechanism 非常相似，從吸附位上的關係可以發現，氧原子喜好吸附在反應位上，
而在金屬上的吸附力較弱，推測不以 Oxygen-spillover mechanism 為反應機制，
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而 OH 的吸附也喜好在反應位上。吸附位的觀察上可以推測第一個氫原子溢散離 開金屬直接與電解質上的氧原子作用形成 OH 基，接著 OH 並非以 back-transfer 回到金屬上與下一個氫原子作用，而下一個氫原子也是經由溢散作用，直接和在 反應為上的 OH 作用形成水後離去。而且藉由 Zr-surface 的氧空穴模擬我們也發 現了，雖然電解質中希望其氧空穴越好，越能提高離子導電性，但氧空穴過多也 會影響電極的金屬，所以我們在此設定的模型反應性順序為 Zr-surface <
Zr-interface < O-surface ≈ Metal < O-interface，所以對於氧空穴的形成對於反應活 性是成反比的，應用於實驗上的話就是電解質需要一定量的氧空穴，但是不能太 多也不能太少，太少會只得材料的離子導性不足，太多反而會增加反應進行的困 難度。