Mutual modulationviacharge transfer and unpaired electrons of catalytic sites for the superior intrinsic activity of N2reduction: from high-throughput computation assisted with a machine learning perspective

二硫化钼 催化作用 未成对电子 合理设计 化学 电子转移 计算机科学 Atom(片上系统) 材料科学 计算化学 化学物理 纳米技术 光化学 分子 有机化学 嵌入式系统 冶金
作者
Zheng Shu,Hejin Yan,Hongfei Chen,Yongqing Cai
出处
期刊:Journal of materials chemistry. A, Materials for energy and sustainability [Royal Society of Chemistry]
卷期号:10 (10): 5470-5478 被引量:30
标识
DOI:10.1039/d1ta10688k
摘要

Electrocatalysts of nitrogen reduction reaction (NRR) have attracted ever-growing attention due to its application for renewable energy alternative to fossil fuels. However, activation of inert N-N bond requires multiple complex charge injection which complicates the design of the catalysts. Here via combining atomic-scale screening and machine learning (ML) methods we explore the rational design of NRR single-atom catalysts (SACs) supported by molybdenum disulfide (MoS2). Our work reveals that the activity of NRR SACs is highly dependent on the number of unpaired d electrons of TM: positive samples with high activity favoring higher values while negative cases distributing at lower values, both varying with the doping conditions of the host. We find that the substitution of sulfur with boron can activate the intrinsic NRR activity of some TMs such as Ti and V which are otherwise inactive above pristine MoS2. Importantly, among the various de-scriptors used in ML, the charged state of adsorbed TM plays a key role in donating electron to pi-anti-bonding orbital of N2 via the back-donation mechanism. Our work shows a feasible strategy for rational design of NRR SACs and retrieval of the decisive feature of active catalysts.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
发财小鱼完成签到 ,获得积分10
1秒前
JUGG完成签到,获得积分10
3秒前
ilmiss发布了新的文献求助10
3秒前
光亮萤完成签到,获得积分10
4秒前
还不如瞎写完成签到,获得积分10
4秒前
邓博完成签到,获得积分10
4秒前
虾滑丸子完成签到,获得积分10
5秒前
谦让的冷珍完成签到,获得积分10
5秒前
斯文败类应助研友_nPxRRn采纳,获得10
6秒前
萝卜丁完成签到 ,获得积分0
6秒前
知性的水杯完成签到 ,获得积分10
6秒前
深情安青应助QQ采纳,获得10
6秒前
北笙完成签到 ,获得积分10
6秒前
刘铭晨完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
we1完成签到,获得积分10
8秒前
欧阳完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
玛卡巴卡完成签到,获得积分10
11秒前
瓦尔迪完成签到,获得积分10
11秒前
无相完成签到 ,获得积分10
11秒前
alei1203完成签到,获得积分10
14秒前
Wy21完成签到 ,获得积分10
14秒前
观妙散人发布了新的文献求助10
14秒前
林小鱼完成签到,获得积分10
14秒前
跳跳糖完成签到 ,获得积分10
14秒前
Gukkkkk完成签到,获得积分10
15秒前
咕噜完成签到 ,获得积分10
16秒前
完美凝海完成签到,获得积分10
17秒前
无限的寄真完成签到 ,获得积分10
17秒前
xz完成签到 ,获得积分10
18秒前
纯情的天奇完成签到 ,获得积分10
19秒前
xuan完成签到,获得积分10
19秒前
一蓑烟雨完成签到,获得积分10
19秒前
求知完成签到,获得积分10
21秒前
吕佳完成签到 ,获得积分10
24秒前
天道酬勤完成签到,获得积分20
25秒前
Young完成签到 ,获得积分10
25秒前
yliu完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
Residual Stress Measurement by X-Ray Diffraction, 2003 Edition HS-784/2003 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
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 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3950021
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3495348
关于积分的说明 11076451
捐赠科研通 3225877
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1783346
邀请新用户注册赠送积分活动 867596
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 800839