Computational Engineering of Non‐van der Waals 2D Magnetene for Enhanced Oxygen Evolution and Reduction Reactions

范德瓦尔斯力 氧还原 还原(数学) 氧还原反应 氧气 化学 化学反应工程 材料科学 化学物理 计算化学 催化作用 物理化学 分子 有机化学 电化学 数学 几何学 电极
作者
Pedro Guerra Demingos,Zhiwen Chen,Xiang Ni,Chandra Veer Singh
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
标识
DOI:10.1002/cssc.202401157
摘要

Non-van der Waals two-dimensional materials containing exposed transition metal atoms are promising catalysts for green energy storage and conversion. For instance, hematene and ilmenene have been successfully applied as catalysts. Building on these reports, this work is the first investigation of recently synthesized magnetene towards the Oxygen Evolution Reaction (OER) and Oxygen Reduction Reaction (ORR). Using Density Functional Theory (DFT) calculations, we unveil the mechanism, performance and ideal conditions for OER and ORR on magnetene. With overpotentials of ηOER = 0.50 V and ηORR = 0.41 V, the material is not only a bifunctional catalyst, but also superior to state-of-the-art systems such as Pt and IrO2. Additionally, its catalytic properties can be further enhanced through engineering strategies such as point defects and in-plane compression. It reaches ηORR = 0.28 V at a compressive strain of only 2%, while the presence of Ni boosts it to ηOER = 0.39 V and ηORR = 0.31 V, comparable to many reported single-atom catalysts. Overall, this work demonstrates that magnetene is a promising bifunctional catalyst for applications such as regenerative fuel cells and metal-air batteries.

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
深情安青应助limbo采纳,获得10
1秒前
友好从灵完成签到,获得积分10
1秒前
Jasper应助木木采纳,获得10
3秒前
pluto应助shsf采纳,获得10
3秒前
3秒前
王WW完成签到,获得积分10
4秒前
11发布了新的文献求助10
4秒前
ljq完成签到,获得积分10
5秒前
ys716发布了新的文献求助10
6秒前
缥缈千风完成签到,获得积分10
7秒前
aaqaq123321完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
再也不拖发布了新的文献求助10
9秒前
搜集达人应助Judy采纳,获得10
9秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
11秒前
勤恳的元绿完成签到,获得积分10
12秒前
顾矜应助灰二采纳,获得10
12秒前
浪子发布了新的文献求助10
13秒前
111完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
16秒前
霸气巧蕊完成签到,获得积分10
16秒前
苹果人生完成签到,获得积分10
17秒前
融融虫完成签到,获得积分10
17秒前
Ericlee发布了新的文献求助10
17秒前
哈密瓜完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
千桑客发布了新的文献求助10
19秒前
QingFeng完成签到 ,获得积分10
20秒前
苹果人生发布了新的文献求助10
20秒前
Ericlee完成签到,获得积分20
22秒前
22秒前
木木完成签到,获得积分10
22秒前
小小完成签到 ,获得积分10
22秒前
lele发布了新的文献求助10
23秒前
今后应助云九卿采纳,获得10
24秒前
Lamber完成签到,获得积分10
24秒前
科研通AI2S应助烟里戏采纳,获得10
25秒前
25秒前
pluto应助青月小飞龙采纳,获得10
26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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6018383
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7606838
关于积分的说明 16159054
捐赠科研通 5166032
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2765153
邀请新用户注册赠送积分活动 1746686
关于科研通互助平台的介绍 1635339