Single Vanadium Atom Achored on Sulfur-Doped Graphene as an Efficient Electrocatalyst toward the Nitrogen Reduction Reaction: A Computational View

催化作用 电催化剂 化学 石墨烯 电化学 硫黄 氧化还原 吉布斯自由能 氮气 无机化学 放热反应 氨生产 物理化学 纳米技术 材料科学 电极 热力学 有机化学 物理
作者
Yue Tang,Yipeng Wang,Xinlu Cheng,Hong Zhang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:127 (51): 24574-24582 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.3c06420
摘要

The sustainable synthesis of ammonia via the direct reduction of nitrogen is expected to be achieved by the electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR) method; continuous efforts have been devoted to the search for excellent NRR catalysts. Herein, inspired by a few recent works, we performed a comprehensive first-principles calculation on eight vanadium (V)-anchored sulfur (S)-doped graphene catalysts (V–SxCNc-x@Gr) to study their NRR catalytic performance. V–S2C@Gr exhibits superior activity with extremely high limiting potential (UL) of −0.17 V, outstanding thermodynamic/electrochemical stabilities, and good selectivity. Surprisingly, V–S3@Gr is even better than V–S2C@Gr. On V–S3@Gr, the NRR is an exothermic process with continuously decreasing Gibbs free energy. The NRR can spontaneously occur on it without an externally applied potential. We also found that doping more S in the coordination environment of V leads to more charges accumulating around V, thus improving the more effective activation of the NN bond and, finally, higher UL. It is worth trying the V/S combination on other substrates and more excellent NRR catalysts are expected to be found, this work can provide certain reference basis.
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
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
西蓝花战士完成签到 ,获得积分10
刚刚
向阳而生完成签到,获得积分10
刚刚
张文正完成签到,获得积分10
刚刚
硝基发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
1秒前
不要加糖发布了新的文献求助10
1秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
拾玖完成签到,获得积分10
2秒前
rainsy发布了新的文献求助10
2秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
2秒前
ljy完成签到,获得积分10
2秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
2秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
2秒前
意义完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
犹厌言兵发布了新的文献求助10
2秒前
李雅琪发布了新的文献求助10
3秒前
小张完成签到,获得积分10
3秒前
飞快的书南完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
ForeverYou完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
dd发布了新的文献求助10
3秒前
善良的冰颜完成签到 ,获得积分10
4秒前
Hello应助曾经的忆霜采纳,获得10
4秒前
Ava应助77采纳,获得10
4秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7129313
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8779578
关于积分的说明 18560294
捐赠科研通 6710821
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3151423
关于科研通互助平台的介绍 2274588
邀请新用户注册赠送积分活动 2125810