Theoretical Insights into Dual-Atom Catalysts for Bifunctional Oxygen Catalysis at a Constant Electrode Potential

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作者
Mengmeng Shao,Yangfan Shao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.4c21667
摘要

Dual-atom catalysts (DACs) are promising materials for oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) bifunctional electrocatalysts for rechargeable Zn-air batteries. Although there have been many theoretical studies of DACs, most of them assumed constant-charge conditions rather than the real electrochemical process of the constant-potential condition. In our work, we investigated Fe-based DACs for ORR and OER bifunctional catalytic performance by using constant-potential first-principles calculations. Among them, FeCo-N4-Gr exhibits high catalytic activity for the ORR and OER in both acidic and alkaline media. In addition, we demonstrated that the favorable electrochemical reaction pathways are accompanied by a regular change in the electronic properties of DACs. These fundamental insights provide guidelines for the design of ORR and OER bifunctional catalysts.
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