Single rhodium atom embedded two dimensional MoSi2N4: A promising electrocatalyst for oxygen reduction reaction

电催化剂 过电位 催化作用 化学 电化学 隐溶剂化 氧还原反应 单层 过渡金属 Atom(片上系统) 结晶学 物理化学 溶剂化 溶剂 电极 嵌入式系统 有机化学 生物化学 计算机科学
作者
Yazhao Yuan,Chunling Zhang,Baonan Jia,Wei Feng,Xinhui Zhang,Ge Wu,Long Li,Feng Chen,Jinbo Hao,Pengfei Lu
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:653: 159361-159361 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2024.159361
摘要

It is essential to develop electrocatalysts that exhibit excellent performance in the oxygen reduction reaction (ORR) for electrochemical energy applications. Recently, MoSi2N4 monolayer has been synthesized and attracted widespread interest. Herein, we constructed a series of structures by embedding transition metal (TM = Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt and Au) atom into MoSi2N4 with N vacancy (VN-MSN), denoted as TM@VN-MSN, and investigated their ORR activity systematically by first-principles calculations. It is found that TM@VN-MSN systems are stable and there is charge transfer between TM atom and MoSi2N4. After screening, Rh@VN-MSN has the best ORR catalytic activity with an overpotential of 0.35 V, even lower than that of classical Pt (1 1 1). Furthermore, an implicit solvation model is used to evaluate the solvent effect. The volcano plots and scaling relations are established based on free energies of intermediates, and verified ΔG*OH can use as a descriptor to explore the ORR activity on TM@VN-MSN. Moreover, d-band center theory and crystal orbital Hamilton populations (COHP) are used to reveal the ORR activity origin. This work not only provide a promising method for designing a new type of MoSi2N4-based ORR catalysts, but also expands its application in the field of electrocatalysis.

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
潇洒紫真完成签到,获得积分20
刚刚
随想完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
清爽代芹完成签到 ,获得积分10
刚刚
未来文学家完成签到,获得积分20
刚刚
斯文败类应助GaoZz采纳,获得200
1秒前
1秒前
Mira发布了新的文献求助20
3秒前
葡萄柚子完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
桐桐应助空古悠浪采纳,获得10
3秒前
健壮易巧完成签到,获得积分10
3秒前
wangwangdui完成签到,获得积分10
4秒前
LZY完成签到,获得积分10
4秒前
liu发布了新的文献求助10
4秒前
fufufu123完成签到 ,获得积分10
4秒前
wsnbhh完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
whelixy完成签到,获得积分10
6秒前
miqiqiya完成签到,获得积分10
6秒前
Pepsi发布了新的文献求助10
6秒前
搜集达人应助开心青旋采纳,获得30
6秒前
oo完成签到,获得积分10
7秒前
yaoyao发布了新的文献求助10
8秒前
细雨清心完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小小Li完成签到,获得积分10
9秒前
BowieHuang应助liuxiaomeng采纳,获得10
9秒前
11秒前
11秒前
LZY发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
wang完成签到,获得积分0
12秒前
12秒前
欣慰从云发布了新的文献求助10
13秒前
nini给nini的求助进行了留言
13秒前
四玖玖发布了新的文献求助10
13秒前
余鱼于屿应助凉宫八月采纳,获得10
13秒前
14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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
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 5708665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5189265
关于积分的说明 15254544
捐赠科研通 4861584
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2609540
邀请新用户注册赠送积分活动 1560064
关于科研通互助平台的介绍 1517810