Intermediates‐induced CO2 Reduction Reaction Activity at Single‐Atom M−N2 (M=Fe, Co, Ni) Sites

化学 密度泛函理论 催化作用 Atom(片上系统) 部分 反应中间体 自旋态 氧化态 结晶学 立体化学 计算化学 无机化学 计算机科学 生物化学 嵌入式系统
作者
Kang Liu,Ganghai Ni,Tao Luo,Junwei Fu,Hongmei Li,Min Liu,Zhang Lin
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:24 (19) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/cphc.202300050
摘要

Single-atom M-N2 (M=Fe, Co, Ni) catalysts exhibit high activity for CO2 reduction reaction (CO2 RR). However, the CO2 RR mechanism and the origin of activity at the single-atom sites remain unclear, which hinders the development of single-atom M-N2 catalysts. Here, using density functional theory calculations, we reveal intermediates-induced CO2 RR activity at the single-atom M-N2 sites. At the M-N2 sites, the asymmetric *O*CO configuration tends to split into *CO and *OH intermediates. Intermediates become part of the active moiety to form M-(CO)N2 or M-(OH)N2 sites, which optimizes the adsorption of intermediates on the M sites. The maximum free energy differences along the optimal CO2 RR pathway are 0.30, 0.54, and 0.28 eV for Fe-(OH)N2 , Co-(CO)N2 , and Ni-(OH)N2 sites respectively, which is lower than those of Fe-N2 (1.03 eV), Co-N2 (1.24 eV) and Ni-N2 (0.73 eV) sites. The intermediate modification can shift the d-band center of the spin-up (minority) state downward by regulating the charge distribution at the M sites, leading to less charge being accepted by the intermediates from the M sites. This work provides new insights into the understanding of the activity of single-atom M-N2 sites.

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
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
zjm发布了新的文献求助10
刚刚
傲娇迎南完成签到,获得积分10
刚刚
不知道叫个啥完成签到 ,获得积分10
1秒前
majianfu完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
TT001发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
毛健发布了新的文献求助10
5秒前
BowieHuang应助谨慎的寒松采纳,获得10
5秒前
四叶菜完成签到,获得积分20
6秒前
finish完成签到 ,获得积分10
9秒前
烟花应助正在通话中采纳,获得10
9秒前
10秒前
doctorduanmu完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
ttkx_8应助天份采纳,获得10
11秒前
万能图书馆应助qiu采纳,获得10
12秒前
12秒前
WJR完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
米亚完成签到 ,获得积分10
14秒前
冰糖雪梨完成签到,获得积分10
15秒前
上官若男应助毛健采纳,获得10
15秒前
WJR发布了新的文献求助10
16秒前
Mcintosh完成签到,获得积分10
16秒前
搬砖美少女完成签到,获得积分10
17秒前
sevenlalala完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
正在通话中完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
徐安琪完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
科研通AI6.1应助天雨流芳采纳,获得10
21秒前
orixero应助燃烧的皮皮虾采纳,获得10
22秒前
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
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 5742729
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5409935
关于积分的说明 15345601
捐赠科研通 4883834
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625399
邀请新用户注册赠送积分活动 1574188
关于科研通互助平台的介绍 1531146