Efficient CO2 capture and in-situ electrocatalytic conversion on MgO surface by metal single-atom engineering: A comprehensive DFT study

电化学 吸附 密度泛函理论 烟气 Atom(片上系统) 金属 选择性 催化作用 电化学能量转换 材料科学 化学工程 化学 原位 无机化学 物理化学 电极 计算化学 冶金 有机化学 计算机科学 工程类 嵌入式系统
作者
Jing Yang,Yi Xiao,Guo-yu-lin Gu,Jun Liu,Tao Wang,Fen Qiao,Junfeng Wang
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier]
卷期号:338: 126489-126489 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2024.126489
摘要

CO2 capture and electrochemical CO2 conversion are both extremely energy-intensive processes, and synergistic coupling between the two processes can increase the ecological sustainability of the system and decrease the cost of the generated products. Here, we investigated the enhancement of CO2 capture performance on MgO (1 0 0) surface by thirteen types of metal single-atom engineering using density functional theory (DFT) method. The doping of Pt, Ru, or Rh single atom transforms the adsorption of CO2 on the surface of MgO (1 0 0) from physical to chemical processes. The MgO surface doped with Ru single atom has the maximum CO2 adsorption energy of −1.46 eV. Notably, this chemical interaction with the surface activates inactive O = C = O bond of CO2 significantly, which is advantageous for the generation of the intermediate *COOH during the electrochemical conversion process. Reaction pathway analysis shows that Ru@MgO surface exhibits high activity and selectivity for the electrochemical conversion of CO2 to CH4. DFT results show that Ru@MgO can be used to separate CO2 from flue gas and electro-catalyze CO2 into CH4 in-situ efficiently, paving the way for the development of a novel CO2 separation technology with low energy consumption and high efficiency.
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
啦啦啦发布了新的文献求助10
刚刚
sun发布了新的文献求助10
1秒前
荣荣完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
小安完成签到,获得积分10
3秒前
Spencer完成签到 ,获得积分10
3秒前
PengHu完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
ywang发布了新的文献求助10
9秒前
失眠虔纹完成签到,获得积分10
9秒前
斯文败类应助nextconnie采纳,获得10
9秒前
药学牛马发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
17秒前
张无缺完成签到,获得积分10
20秒前
22秒前
CodeCraft应助MES采纳,获得10
23秒前
笨笨乘风完成签到,获得积分10
24秒前
田様应助axunQAQ采纳,获得10
26秒前
完美秋烟发布了新的文献求助10
26秒前
无花果应助糊涂的小伙采纳,获得10
26秒前
白betty完成签到,获得积分10
26秒前
MQ&FF完成签到,获得积分0
27秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
30秒前
英俊的铭应助小安采纳,获得10
31秒前
32秒前
sun完成签到,获得积分10
32秒前
耍酷的夏云应助勤劳落雁采纳,获得10
34秒前
34秒前
ywang发布了新的文献求助10
34秒前
车秋寒完成签到,获得积分10
34秒前
刘哈哈关注了科研通微信公众号
34秒前
葱饼完成签到 ,获得积分10
35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 3527998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108225
关于积分的说明 9288086
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540195
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849