Establishing a Theoretical Landscape for Identifying Basal Plane Active 2D Metal Borides (MBenes) toward Nitrogen Electroreduction

MXenes公司 密度泛函理论 化学 氧化还原 活动站点 材料科学 氮气 基面 催化作用 选择性 反应机理 氨生产 限制 金属 组合化学 电化学 无机化学 纳米技术 计算化学 有机化学 结晶学 电极 物理化学 机械工程 工程类 冶金
作者
Xiangyu Guo,Shiru Lin,Jinxing Gu,Shengli Zhang,Zhongfang Chen,Shiping Huang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (6) 被引量:128
标识
DOI:10.1002/adfm.202008056
摘要

Abstract To achieve efficient ammonia synthesis via electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR), a qualified catalyst should have both high specific activity and large active surface area. However, integrating these two merits into one single material remains a big challenge due to the difficulty in balancing multiple reaction intermediates. Here, it is demonstrated that the boron‐analogues of MXenes, namely “MBenes”, could cope with the challenge and achieve the high activity and large reaction region simultaneously toward NRR. Using extensive density functional theory computations and taking 16 MBenes as representatives, it is identified that seven MBenes (CrB, MoB, WB, Mo 2 B, V 3 B 4 , CrMnB 2 , and CrFeB 2 ) not only have intrinsic basal plane activity for NRR with limiting potentials ranging from −0.22 to −0.82 V, but also possess superior capability of suppressing the competitive hydrogen evolution reaction. Particularly, different from the MXenes whose surface oxidation may block the active sites, once oxidized, these MBenes can catalyze NRR via the self‐activating process, reducing O*/OH* into H 2 O* under reaction conditions, and favoring the N 2 electroreduction. As a result, the exceptional activity and selectivity, high active area (≈10 19 m −2 ), and antioxidation nature render these MBenes as pH‐universal catalysts for NH 3 production without introducing any dopants and defects.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
最佳损友完成签到,获得积分10
刚刚
Chem完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
hh完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Jasper应助xh96采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
经管研究生完成签到 ,获得积分10
3秒前
无籽莓完成签到,获得积分10
4秒前
TT12138完成签到,获得积分10
4秒前
sss完成签到 ,获得积分10
4秒前
平常的伊完成签到 ,获得积分10
4秒前
hhx完成签到,获得积分10
6秒前
Bellamie发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
现代的马里奥完成签到 ,获得积分10
6秒前
阿玖完成签到 ,获得积分10
7秒前
Jae完成签到 ,获得积分10
7秒前
unflycn完成签到,获得积分10
8秒前
Ava应助..采纳,获得10
8秒前
8秒前
huhu完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
MissXia完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
unflycn发布了新的文献求助20
11秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
11秒前
何许人也完成签到,获得积分20
12秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
HEIKU应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
bkagyin应助幸福的凡灵采纳,获得10
12秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Evolution 10000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3158884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2810072
关于积分的说明 7885775
捐赠科研通 2468916
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1314424
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630616
版权声明 602012