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.
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
情怀应助专心搞学术采纳,获得20
1秒前
1秒前
zeke发布了新的文献求助10
1秒前
不爱吃糖发布了新的文献求助10
2秒前
852应助冷傲迎梦采纳,获得10
3秒前
陶醉觅夏发布了新的文献求助200
4秒前
4秒前
exile完成签到,获得积分10
5秒前
朱一龙发布了新的文献求助10
5秒前
mawenting完成签到 ,获得积分10
7秒前
zeke完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI5应助solobang采纳,获得10
9秒前
9秒前
小宇OvO发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
忘羡222完成签到,获得积分10
10秒前
专一发布了新的文献求助10
12秒前
跳跃曼文完成签到,获得积分10
13秒前
干将莫邪完成签到,获得积分10
14秒前
SYLH应助exile采纳,获得10
14秒前
小二郎应助魔幻的从梦采纳,获得10
15秒前
16秒前
雪鸽鸽发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
18秒前
18秒前
19秒前
科研通AI5应助朱一龙采纳,获得30
20秒前
SharonDu完成签到 ,获得积分10
21秒前
ayin完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
22秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
22秒前
coffee发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
科研混子发布了新的文献求助10
23秒前
咿咿呀呀发布了新的文献求助10
23秒前
酷酷碧发布了新的文献求助10
25秒前
飘逸宛丝完成签到,获得积分10
26秒前
qzaima发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527990
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108173
关于积分的说明 9287913
捐赠科研通 2805882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540119
邀请新用户注册赠送积分活动 716941
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709824