Study of the platinum/alkaline electrolyte interface by constant potential molecular dynamics

L’interface électrode/électrolyte est la clé de voute de l’électrocatalyse, pour laquelle – de fait des limites des modèles et des méthodes expérimentales pour permettre son observation – la Dynamique Moléculaire et la DFT peuvent apporter des informations précieuses. Celles-ci sont d’autant plus importantes que de récentes études expérimentales sur la réaction de dégagement de l’hydrogène (HER) sur le Pt ont mis en avant le rôle clé joué par les cations présents à l’interface sur la réactivité du dit Pt. Dans cette thèse, le logiciel MetalWalls a été utilisé pour simuler l’interface entre le Pt et un électrolyte alcalin (1M XOH, X = Cs, Na, K). L’influence des cations a été étudié sur Pt(100) à 0 V et 1 V avec trois cations, révélant des liens entre l’organisation de interface, le comportement de l’eau et la structure électronique des cations. La charge de l’électrode s’est révélée dépendante de la réorganisation de l’électrolyte à < 1 nm de l’électrode. D’autres simulations sur Pt(100), Pt(110) et Pt(111) ont montré que la compacité influence l’adsorption de l’eau et des cations, sans toutefois dominer l’effet de cation. Enfin, une extension du modèle pour les adsorbats d’hydrogène a révélé les limites du modèle, soulignant la nécessité d’un raffinement de la représentation de ces derniers dans la construction des électrodes.