已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

On the role of metal cation in MXene in boosting the catalytic activity of single/double atom toward electrochemical NH3 production

过电位 催化作用 电化学 费米能级 密度泛函理论 化学 过渡金属 Atom(片上系统) 金属 材料科学 化学物理 无机化学 计算化学 物理化学 电极 电子 嵌入式系统 物理 量子力学 有机化学 生物化学 计算机科学
作者
Ho Chang Song,Hyung Chul Ham
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:470: 144243-144243 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.144243
摘要

In this study, we have engineered the MXene supports to boost the single and homo double atoms of Fe, Ru, and Os for efficient NH3 production via electrochemical nitrogen reduction reaction (N2RR) using DFT calculations. We designed the different MXene surfaces which are composed of nine early transition metals [M2CO2 (M = Cr, Hf, Mo, Nb, Ta, Ti, V, W, Zr)] and examined the activity/stability of single and homo double atoms by calculating the free energy diagram of N2RR, dissolution potential, and agglomeration energy. First, we found that the NH2 adsorption energy is the activity descriptor for representing the NH3 productivity and the density of state near the Fermi level of the single Ru atom is the important factor in determining N2RR activity. Next, our DFT calculation on the descriptor-based computational search for the novel MXene-based catalysts showed that among the chemically and electrochemically stable candidate catalysts, the homo double Ru2/Mo2CO2 catalyst showed the highest NH3 productivity with the high N2RR selectivity over hydrogen evolution reaction. In addition, the best Ru2/Mo2CO2 catalyst exhibited the intermediate density of state near the Fermi level, leading to the optimal descriptor value (NH2 adsorption strength) for NH3 production and in turn the reduction of overpotential for the electrochemical NH3 production. More fundamentally, we identified that the electron density near the Fermi level of these single or double atoms is closely correlated with the electron structure of the cationic metal atoms constituting MXene supports. Our study highlights the rational design of single and homo double atom catalysts by tuning the property of MXene supports, which provides insight into the key factors in enhancing NH3 production at ambient conditions.
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
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
乐山乐水发布了新的文献求助10
1秒前
深情安青应助贪玩的橘子采纳,获得10
5秒前
世界和平完成签到,获得积分10
9秒前
patrickli完成签到,获得积分10
10秒前
姜茂才完成签到,获得积分10
11秒前
Orange应助小肥采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
英俊的铭应助T1aNer299采纳,获得10
15秒前
17秒前
17秒前
研友_LJGoXn发布了新的文献求助10
17秒前
25秒前
26秒前
26秒前
28秒前
31秒前
微风打了烊完成签到 ,获得积分10
32秒前
hyg发布了新的文献求助10
32秒前
标致绮露发布了新的文献求助10
33秒前
34秒前
unkown完成签到,获得积分10
34秒前
浮游应助123采纳,获得10
35秒前
36秒前
T1aNer299发布了新的文献求助10
37秒前
alangq发布了新的文献求助10
43秒前
能干的荆完成签到 ,获得积分10
49秒前
50秒前
落雪完成签到 ,获得积分10
51秒前
丰富靖琪完成签到 ,获得积分10
52秒前
luster发布了新的文献求助10
57秒前
58秒前
小蘑菇应助yuanweisun采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Alice发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
如意修洁完成签到 ,获得积分20
1分钟前
雷霆康康完成签到,获得积分10
1分钟前
欣欣完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Akim应助居居采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
Holistic Discourse Analysis 600
Constitutional and Administrative Law 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 530
Fiction e non fiction: storia, teorie e forme 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5345513
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4480426
关于积分的说明 13946275
捐赠科研通 4377947
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2405507
邀请新用户注册赠送积分活动 1398101
关于科研通互助平台的介绍 1370486