Density functional studies of functionalized graphitic materials with late transition metals for oxygen reduction reactions

密度泛函理论 催化作用 过渡金属 化学 化学物理 活动站点 过渡状态 氧化还原 阴极 吸附 无机化学 氧还原反应 计算化学 氧气 物理化学 电化学 有机化学 电极
作者
Federico Calle‐Vallejo,José I. Martínez,Jan Rossmeisl
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:13 (34): 15639-15639 被引量:477
标识
DOI:10.1039/c1cp21228a
摘要

Low-temperature fuel cells are appealing alternatives to the conventional internal combustion engines for transportation applications. However, in order for them to be commercially viable, effective, stable and low-cost electrocatalysts are needed for the Oxygen Reduction Reaction (ORR) at the cathode. In this contribution, on the basis of Density Functional Theory (DFT) calculations, we show that graphitic materials with active sites composed of 4 nitrogen atoms and transition metal atoms belonging to groups 7 to 9 in the periodic table are active towards ORR, and also towards Oxygen Evolution Reaction (OER). Spin analyses suggest that the oxidation state of those elements in the active sites should in general be +2. Moreover, our results verify that the adsorption behavior of transition metals is not intrinsic, since it can be severely altered by changes in the local geometry of the active site, the chemical nature of the nearest neighbors, and the oxidation states. Nonetheless, we find that these catalysts trend-wise behave as oxides and that their catalytic activity is limited by exactly the same universal scaling relations.

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
listen完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
酷波er应助wangxinyue采纳,获得10
2秒前
lhh发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
6秒前
典雅的又晴完成签到 ,获得积分10
6秒前
小古发布了新的文献求助10
6秒前
liuniuniu发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
今后应助melo采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
00完成签到 ,获得积分10
10秒前
zhou完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
Jasper应助千寻采纳,获得10
12秒前
charint完成签到,获得积分0
15秒前
谨慎冰薇发布了新的文献求助10
15秒前
毛毛完成签到,获得积分10
15秒前
YElv完成签到,获得积分10
16秒前
复杂麦片发布了新的文献求助10
16秒前
邢雅琪发布了新的文献求助10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
柳惊完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
DreamSeker8发布了新的文献求助10
18秒前
大力的灵雁应助小二采纳,获得10
18秒前
19秒前
21秒前
stars完成签到,获得积分10
22秒前
一生所爱发布了新的文献求助10
23秒前
思琦吖完成签到,获得积分10
23秒前
25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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6065275
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7897408
关于积分的说明 16320704
捐赠科研通 5207775
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2786093
邀请新用户注册赠送积分活动 1768840
关于科研通互助平台的介绍 1647702