臺階圖顧名思義，由它與臺階類似的形狀而得名。在電催化計算中是最常見的一種結果展示圖形，從臺階圖中可以獲取基元反應各個步驟之間的能量變化，并且也可以得到電極電勢等信息。我們今天主要針對臺階圖的計算步驟給大家進行講解。

1.確定基元反應步驟

我們以OER反應機理研究為例進行說明。首先我們知道OER反應的總反應方程式為：

然而反應并不是一步完成的，OER的分步反應是怎樣的呢？

關于這部分就需要大家去翻閱資料和文獻了，比如小編就通過閱讀資料找到了OER反應的分步示意圖。

因此OER反應的分步反應方程式可以寫為以下形式：

這樣我們就完成了第一部分的工作。這一步很重要，分步反應是我們后續(xù)計算的基礎，因此地基一定要打好，否則就是在做無用功。OER反應涉及的步驟較少，對于多步反應的大家一定要多思考、多確認。

2、搭建用于計算的結構模型

用于電催化計算的模型就是各種吸附模型，關于吸附模型如何搭建，我們之前也總結過一些資料，大家可以學習查看。

為了計算臺階圖，我們需要將分步反應中出現(xiàn)的各個中間態(tài)模型都搭建出來(H2O；*；OH*;O*;OOH*;O2)，我們今天要說的是吸附模型搭建的另一種注意事項：分子的吸附方法，針對反應第一步O2的吸附模型，會有如下三種吸附可能，因此在搭建模型時我們需要將可能不同的吸附模式都搭建出來(在計算完成后獲取最佳吸附結構和最佳反應步驟)。

對于吸附模式有哪些，我們也需要根據(jù)不同的吸附分子進行判斷。

最終的吸附模型

3、DFT計算獲取結構能量

在吸附結構搭建完成之后就可以利用DFT進行計算了，首先需要進行結構優(yōu)化確定吸附結構的穩(wěn)定構型，之后利用靜態(tài)計算得到體系的能量，之后針對吸附分子我們再利用頻率計算對吸附分子做自由能矯正。

接下來我們通過MatCloud+進行操作，選用MatCloud+的原因，在于僅通過瀏覽器就可使用，無需下載任何軟件。
在MatCloud+中我們可以通過搭建如下所示的工作流一次完成多結構多步驟的計算，并且此工作流可以重復使用。
MatCloud+作為國內(nèi)首家正式上線的材料高通量計算平臺，將傳統(tǒng)計算方法簡易化，幫助更多的人快速開展計算模擬。工作流由通用導入組件、結構優(yōu)化、靜態(tài)計算、頻率計算四個組件構成，然后對每個組件進行相應的參數(shù)設置即可。

在設置參數(shù)時，可以將結構對稱性打破(ISYM=0)，頻率計算和靜態(tài)計算的收斂標準高于結構優(yōu)化，在計算時我們可以將結構的基底固定部分原子。(頻率計算可以固定所有基底原子)

4、繪制臺階圖

在第1步中我們已經(jīng)知道了分布反應步驟，第3步中計算得到每個中間產(chǎn)物(H2O；*；OH*;O*;OOH*;O2)的能量，我們需要先計算出每步的反應自由能，如：ΔG1= GOH*+ GH+/e- – GH2O – G*。在繪制臺階圖的時候我們可以利用如下的表格來輔助：

在得到反應自由能之后，我們就可以按照反應步驟繪制臺階圖了，一般臺階圖會將初始的結構能量視為0，就得到如下圖所示的結果圖：

以上就是電催化臺階圖的計算流程，希望對大家有所幫助，后期還會發(fā)布更多干貨，如果您想了解更多，請持續(xù)關注我們。
強烈推薦：嗶哩嗶哩上搜索“邁高科技”里面還有更多教學視頻，可免費學習！
嗶哩嗶哩主頁鏈接：https://space.bilibili.com/673733623/video