Novel 2D Transition‐Metal Carbides: Ultrahigh Performance Electrocatalysts for Overall Water Splitting and Oxygen Reduction

过电位 析氧 分解水 材料科学 催化作用 双功能 电催化剂 过渡金属 碳化物 单层 化学工程 纳米技术 电极 化学 物理化学 电化学 冶金 光催化 有机化学 工程类
作者
Yadong Yu,Jian Zhou,Zhimei Sun
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:30 (47) 被引量:367
标识
DOI:10.1002/adfm.202000570
摘要

Abstract Searching for highly efficient, stable, and cost‐effective electrocatalysts for water splitting and oxygen reduction reaction (ORR) is critical for renewable energies, yet it remains a great challenge. Here, by performing an unbiased structural search and first‐principles calculations, the electrocatalytic performance of the emerging 2D transitional‐metal carbides, MC 2 (M represents the transition metal of Ti, V, Nb, Ta, and Mo, C is carbon), is systematically investigated. Owing to their super stability and outstanding electronic conductivity, fast charge transfer kinetics is allowed during catalysis. Specifically, NbC 2 , TaC 2 , and MoC 2 possess excellent hydrogen evolution reaction (HER) performance under the reaction by the Volmer‐Heyrovsky mechanism. Moreover, taking advantage of the dual‐active‐site catalytic mechanism for oxygen evolution reaction (OER) and ORR over traditional single‐active‐site mechanism, TaC 2 presents promising bifunctional electrocatalytic activity with a low overpotential of 0.06 and 0.37 V for HER and ORR, respectively. Meanwhile, the low overpotential endows MoC 2 remarkable multifunctional electrocatalytic performance in overall water splitting (0.001 V for HER, 0.45 V for OER) and ORR (0.47 V). These intriguing results demonstrate the robust applicability of MC 2 monolayers as effective electrocatalysts.
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
1秒前
搜集达人应助淼队采纳,获得10
2秒前
白立轩发布了新的文献求助10
2秒前
hahaxiao完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.1应助程雪霞采纳,获得10
2秒前
DDvicky发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
郝123发布了新的文献求助10
2秒前
丘比特应助kyt采纳,获得10
3秒前
3秒前
An完成签到,获得积分10
3秒前
哇哈哈哈发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
传奇3应助黄淮二傻采纳,获得10
5秒前
蛇叔发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
张嘉元完成签到,获得积分10
5秒前
勤劳傲安发布了新的文献求助10
5秒前
kkkong应助wallonce采纳,获得10
5秒前
无花果应助qiandaizi采纳,获得10
6秒前
CC完成签到,获得积分10
6秒前
ni发布了新的文献求助10
6秒前
JingLi完成签到,获得积分10
6秒前
江渡发布了新的文献求助10
6秒前
墨尘完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Rojar完成签到,获得积分10
7秒前
李虎完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
阿会完成签到,获得积分10
7秒前
林佳一发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
勤奋雨发布了新的文献求助10
8秒前
朱朱朱发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
爆米花应助默幻弦采纳,获得10
10秒前
10秒前
科研通AI6.4应助DDvicky采纳,获得10
10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
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6385131
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8198335
关于积分的说明 17340574
捐赠科研通 5438692
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876246
邀请新用户注册赠送积分活动 1852734
关于科研通互助平台的介绍 1697068