第二章 原理及操作步骤

2。1 第一性原理

目前绝大多数催化剂都是由反复试验得到的，但是实验法有两个不能忽视的缺 点，那就是既耗费时间又非常昂贵。

现在发展出了一种新型的系统方法——先进行模拟然后实验验证。在燃料电池催 化剂方面运用这种方法能够很快鉴别一种新型催化剂与 Pt 之间的性能差异。

模拟采用第一性原理，即根据原子核和电子互相作用的原理及其基本运动规律， 运用量子动力学原理，从具体的要求出发，经过近似处理后求解薛定谔方程的方法， 这种计算能够从根本上计算出来分子结构和物质的性质，这样的理论很接近于反映宇 宙本质的原理，就称为“第一性原理了”。广义的第一原理包括两大类，即 ab initio 从头算和密度泛函理论（DFT）计算[22]。

本次模拟系统以现代量子力学为基础，是使用量子力学技术中的密度泛函数理论来,自.优;尔:论[文|网www.chuibin.com +QQ752018766-

（DFT)。密度泛函理论(DFT)中的泛函的意思与函数非常相似，在高等数学定义中， 函数的因变量由一个或多个自变量所决定，且因变量是唯一确定的；而泛函中一个函 数作为自变量来确定“因变量”泛函的值[23]。

本文将采用 material studio 软件进行模型设计以及第一性原理的计算，从而得到 所需要的数据。