Theoretical design of bifunctional single-atom catalyst over g-C2N2 for oxygen evolution and reduction reactions

过电位 催化作用 双功能 化学 析氧 氧气 过渡金属 密度泛函理论 双功能催化剂 光化学 无机化学 计算化学 有机化学 物理化学 电化学 电极
作者
Xiao-Kuan Wu,Junan Gao,Zhao Hong,Zhigang Lei,Jimmy Yun,Jie Zhang,Guang‐Jie Xia
出处
期刊:Catalysis Today [Elsevier]
卷期号:433: 114657-114657 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.cattod.2024.114657
摘要

The two-dimensional graphitic carbon nitride (g-CxNy) is a promising support for electrochemistry catalysts owing to its stability and controllable chemical composition. Here, by density functional theory (DFT) a serial of transition metal single-atom catalysts (SAC) supported on the g-C2N2 with vacancy (denoted as TM1/C2N2, TM=Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd, Ir and Pt) were studied for oxygen evolution reaction (OER) and oxygen reduction reaction (ORR). The non-noble Ni and Co single atom exhibited relatively strong binding energies over the defective g-C2N2 support. The d-band center of TM performed a good descriptor for adsorption free energies of intermediates. For OER, the overpotential of non-noble Co1/C2N2 was as low as 0.30 V, comparable to Rh1/C2N2. For ORR, both Co1/C2N2 and Rh1/C2N2 displayed excellent performance with overpotentials of around 0.50 V. The volcano plot revealed that the proper binding strength of O* and OH* on Co1/C2N2 rendered it an excellent bifunctional catalyst for both OER and ORR. Considering the superior performance of Co SAC over g-C2N2 than not only g-C3N4 but also defective graphene, we postulate that there could exist an optimized C/N ratio of carbon-rich g-CxNy support for improving the non-noble Co SAC activity on oxygen electrode.
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
炸安完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
小小牛马发布了新的文献求助150
3秒前
3秒前
3秒前
久念发布了新的文献求助10
3秒前
谦让初南发布了新的文献求助10
4秒前
外向的晓博完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
天气预报完成签到,获得积分10
5秒前
Jerry完成签到,获得积分10
6秒前
梅雪发布了新的文献求助10
6秒前
way完成签到,获得积分10
7秒前
sophia发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
沐雨篱边完成签到 ,获得积分10
9秒前
老王发布了新的文献求助10
9秒前
PeakKing发布了新的文献求助100
9秒前
10秒前
10秒前
Sophie应助默默的萤采纳,获得10
10秒前
所所应助隐形初曼采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
金金完成签到 ,获得积分10
14秒前
传统的捕发布了新的文献求助10
14秒前
坦率的千柳完成签到 ,获得积分10
14秒前
英姑应助微笑枫采纳,获得10
15秒前
15秒前
情怀应助Balance Man采纳,获得10
16秒前
16秒前
xiaor发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.2应助语默采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
斯文败类应助积极的盼山采纳,获得10
18秒前
eatme完成签到,获得积分10
18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
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Work Engagement and Employee Well-being 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6068754
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7900833
关于积分的说明 16331668
捐赠科研通 5210166
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2786796
邀请新用户注册赠送积分活动 1769692
关于科研通互助平台的介绍 1647925