Unraveling the Molecular Mechanism of H2O2 Production on Au–Pd Nanoalloy Surfaces

催化作用 元动力学 选择性 化学 吸附 电极 分子动力学 标准电极电位 纳米技术 电极电位 水溶液 化学物理 电化学 材料科学 计算化学 物理化学 有机化学
作者
Wei Liu,Liliang Tian,Le Shi
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:128 (16): 6682-6688
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.4c00545
摘要

Oxygen reduction reaction (ORR) can proceed along two distinct pathways: the 4-electron pathway and the 2-electron pathway. The 4-electron pathway holds significant value in fuel cell technology, whereas the 2-electron pathway plays a crucial role in the industrial production of H2O2. Accurate prediction of the catalytic selectivity in the ORR stands as a pivotal factor in designing effective catalyst materials. It has been experimentally demonstrated that Au–Pd nanoalloy exhibit a high selectivity toward electrocatalytic H2O2 production. However, based on the widely employed computational hydrogen electrode method, the production of H2O on the surface of Au–Pd nanoalloy is more thermodynamically favorable, which shows a discrepancy with experimental results. In this work, we systematically investigate the influence of aqueous environment as well as electrode potential toward the ORR employing state-of-the-art ab initio molecular dynamics and metadynamics simulations. Our work reveals that the water molecules above the Au–Pd nanoalloy surface can alter the adsorption behavior of O2 and weaken the interaction between metal atom in the catalyst and oxygen atom in O2, therefore contributing to a high selectivity of Au–Pd nanoalloy toward H2O2 production. With a more negative electrode potential, the stability of H2O2 will decrease, and the corresponding selectivity will be lowered. These discoveries provide a dynamic perspective elucidating efficient H2O2 production on Au–Pd nanoalloy surfaces. Furthermore, they underscore the paramount significance of both the aqueous environment and electrode potential in shaping the ORR process.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
李健应助文明8采纳,获得10
1秒前
1秒前
3秒前
7秒前
8秒前
文明8发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
科研通AI6应助要减肥唇彩采纳,获得10
14秒前
山3完成签到 ,获得积分20
16秒前
hyf完成签到,获得积分10
19秒前
Accpted河豚完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
科研通AI6应助haifeng采纳,获得10
25秒前
pupu发布了新的文献求助10
27秒前
要减肥唇彩完成签到,获得积分20
29秒前
李健应助nml采纳,获得10
31秒前
顾瞻完成签到,获得积分10
33秒前
谈笑有鸿儒完成签到,获得积分10
34秒前
明理凝荷完成签到 ,获得积分10
34秒前
求助人员发布了新的文献求助10
35秒前
35秒前
pupu完成签到,获得积分10
37秒前
37秒前
40秒前
阿超完成签到,获得积分10
40秒前
LvCR发布了新的文献求助10
41秒前
李健的粉丝团团长应助Mine采纳,获得10
41秒前
coffee发布了新的文献求助10
41秒前
好好好完成签到 ,获得积分20
42秒前
11发布了新的文献求助10
45秒前
阔达的衣完成签到 ,获得积分10
47秒前
48秒前
wei发布了新的文献求助10
48秒前
49秒前
sevenhill应助梅夕阳采纳,获得10
51秒前
nml发布了新的文献求助10
52秒前
FashionBoy应助HJ采纳,获得10
52秒前
Mine发布了新的文献求助10
53秒前
Tracy完成签到,获得积分10
54秒前
舒心凡应助shxxy123采纳,获得50
54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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5560180
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4645357
关于积分的说明 14674990
捐赠科研通 4586495
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2516447
邀请新用户注册赠送积分活动 1490087
关于科研通互助平台的介绍 1460900