High-Throughput screening of metal nitrides for electrochemical nitrogen reduction

吞吐量 氮化物 电化学 金属 还原(数学) 高通量筛选 材料科学 氮气 化学 纳米技术 冶金 电极 计算机科学 生物化学 电信 无线 有机化学 物理化学 数学 几何学 图层(电子)
作者
Zhenxin Lou,Shuhao Zhou,Yu Hou,Hua Gui Yang,Haiyang Yuan,Haifeng Wang
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:665: 160289-160289 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2024.160289
摘要

Metal nitrides have garnered considerable attention in the context of nitrogen reduction reactions (NRR) due to their rich lattice nitrogen and abundant nitrogen vacancies to activate N2. However, the identification of suitable metal nitrides with superior stability, activity, and selectivity (vs. hydrogen evolution reaction, HER) for electrochemical NRR under rigorous isotope labeling experiments remains a perplexing challenge in experiments. In this study, we implemented a systematic screening protocol to assess the electrochemical stability and efficiency of various metal nitrides for NRR by high-throughput density functional theory calculations, aiming to search out promising metal nitride catalysts. Through a set of predetermined criteria, a subset of 6 candidates emerges as the most promising metal nitrides for NRR from a pool of 668 metal nitrides sourced from the Materials Project Database, all of which catalyze NRR following the Mars-van Krevelen pathway. Importantly, based on the analysis of these candidates, the unique structural property (i.e., four(or three)-coordinate lattice nitrogen) and energy descriptor (i.e., the formation energy of the lattice nitrogen vacancy is around 2.1 eV) of potential metal nitrides for electrochemical NRR were extracted, which could be used as the direction to rationally design metal nitride catalyst. This research not only serves as a valuable guide for experimental investigations into potential metal nitrides for NRR, but also provides an efficient method for high-throughput screening of potential catalysts for other electrochemical reactions.

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
zxy发布了新的文献求助10
刚刚
大模型应助HLS采纳,获得10
刚刚
bkagyin应助Kkkkk采纳,获得10
2秒前
aa完成签到,获得积分10
2秒前
Ox1dant完成签到,获得积分10
2秒前
大模型应助LY123采纳,获得10
3秒前
zmq完成签到,获得积分10
3秒前
she发布了新的文献求助10
3秒前
水月发布了新的文献求助10
3秒前
Gjjjjjjj发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
于林渤发布了新的文献求助10
4秒前
今后应助蓝柚采纳,获得10
5秒前
5秒前
xii发布了新的文献求助10
5秒前
无情威完成签到,获得积分20
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
SciGPT应助lxaiczn采纳,获得10
7秒前
不安的半梦完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
大模型应助ZJH采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
充电宝应助落后的静曼采纳,获得10
10秒前
今后应助王可乐采纳,获得10
10秒前
重要的致远完成签到,获得积分10
11秒前
愉快道之发布了新的文献求助10
11秒前
一尘不染完成签到,获得积分10
12秒前
爆米花应助彩色的傲晴采纳,获得10
12秒前
希望天下0贩的0应助luyang采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
yiyi发布了新的文献求助10
13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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
Real World Research, 5th Edition 800
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 5759795
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5522143
关于积分的说明 15395458
捐赠科研通 4896764
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2633888
邀请新用户注册赠送积分活动 1581947
关于科研通互助平台的介绍 1537419