Computational Evaluation of Electrocatalytic Nitrogen Reduction on TM Single-, Double-, and Triple-Atom Catalysts (TM = Mn, Fe, Co, Ni) Based on Graphdiyne Monolayers

催化作用 单层 二聚体 化学 三聚体 氧化还原 单体 过渡金属 电催化剂 电化学 Atom(片上系统) 无机化学 物理化学 有机化学 嵌入式系统 生物化学 聚合物 计算机科学 电极
作者
Dongwei Ma,Zaiping Zeng,Liangliang Liu,Xiaowei Huang,Yu Jia
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (31): 19066-19076 被引量:284
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b05250
摘要

Low-cost and efficient electrocatalysts are urgently required for the N2 reduction reaction (NRR) to produce NH3 under ambient conditions. By using first-principles calculation, we systematically investigated the NRR catalytic activity of the transition metal (TM, including Mn, Fe, Co, and Ni) monomer-, dimer-, and trimer-anchored graphdiyne (GDY) monolayers. It is shown that most of the TM monomer- and dimer-anchored GDY monolayers have enhanced NRR catalytic activity compared with the Ru(0001) stepped surface. Especially, the Co dimer-anchored GDY monolayer (Co2@GDY) exhibits the best NRR catalytic activity with the onset potential of −0.43 V and a high ability to suppress the competing hydrogen evolution reaction. The high NRR catalytic activity of Co2@GDY could be attributed to the localized electronic states near the Fermi level and the strong electron-donating ability of the GDY monolayer. Furthermore, an approximate linear trend between the predicted onset potential and the N adsorption energy is revealed, which may act as a simple descriptor for the intrinsic NRR catalytic activity of such catalysts. Our findings not only propose an efficient and low-cost double-atom catalyst for NRR but also provide a new clue for designing TM atomic catalysts based on GDY sheets for various electrocatalysis applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yingziiii完成签到 ,获得积分10
1秒前
刘刘完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
苹果王子6699完成签到 ,获得积分10
4秒前
哈哈哈kk完成签到,获得积分10
4秒前
失眠静珊完成签到,获得积分10
4秒前
拼搏的映波完成签到 ,获得积分10
4秒前
机灵半兰完成签到,获得积分10
5秒前
玩命的书兰完成签到 ,获得积分10
5秒前
May想吃烤肉完成签到,获得积分10
5秒前
斐乐完成签到,获得积分10
5秒前
lzy完成签到,获得积分10
5秒前
早睡早起完成签到 ,获得积分10
6秒前
蛋堡完成签到 ,获得积分10
7秒前
zzzqqq完成签到,获得积分10
7秒前
海鑫王发布了新的文献求助10
7秒前
大佬带带我啊完成签到,获得积分10
8秒前
内向怀曼完成签到,获得积分10
8秒前
狂野白梅完成签到,获得积分10
8秒前
布谷发布了新的文献求助10
8秒前
胡ddddd完成签到 ,获得积分10
8秒前
addeoo完成签到,获得积分10
8秒前
Aimer完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
肌肉猛男完成签到,获得积分10
9秒前
zzzxiangyi完成签到,获得积分10
9秒前
追寻清完成签到,获得积分0
9秒前
学术牛马完成签到,获得积分10
9秒前
逢彼白雉完成签到,获得积分10
10秒前
可爱的梦柏完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
xxx完成签到,获得积分10
11秒前
淡定的安白完成签到,获得积分10
12秒前
wy0409完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
肉胖胖肉完成签到,获得积分10
14秒前
漫鱼完成签到,获得积分10
15秒前
suise完成签到,获得积分10
15秒前
贝star完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
Contemporary Debates in Epistemology (3rd Edition) 1000
International Arbitration Law and Practice 1000
文献PREDICTION EQUATIONS FOR SHIPS' TURNING CIRCLES或期刊Transactions of the North East Coast Institution of Engineers and Shipbuilders第95卷 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6159220
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7987423
关于积分的说明 16599191
捐赠科研通 5267688
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2810802
邀请新用户注册赠送积分活动 1790856
关于科研通互助平台的介绍 1657996