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
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
调皮的土豆完成签到,获得积分10
2秒前
yiyiluo发布了新的文献求助10
2秒前
张行关注了科研通微信公众号
2秒前
FashionBoy应助小妤丸子采纳,获得10
3秒前
高兴的海豚完成签到,获得积分10
3秒前
倪晨发布了新的文献求助10
3秒前
机灵紫萍发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
线条完成签到 ,获得积分10
4秒前
SciGPT应助欢呼妙菱采纳,获得10
4秒前
4秒前
yeah完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
斯文败类应助芝麻球ii采纳,获得10
6秒前
surain发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
呵呵呵呵应助自然1111采纳,获得10
7秒前
7秒前
何以解忧完成签到,获得积分10
7秒前
LSxtd完成签到,获得积分20
8秒前
结实三颜完成签到,获得积分10
8秒前
乔乔发布了新的文献求助10
8秒前
领导范儿应助帕尼灬尼采纳,获得10
8秒前
瞌睡社畜发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
SYLH应助虎子采纳,获得10
10秒前
爆米花应助yuanhao采纳,获得10
11秒前
11秒前
斯文幻儿发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
终澈完成签到,获得积分10
12秒前
Junping发布了新的文献求助10
12秒前
橘生淮南发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
清宁亦无拘完成签到 ,获得积分10
14秒前
张行发布了新的文献求助10
14秒前
852应助踏雪无痕采纳,获得10
15秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control, 2nd Edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
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 3987021
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529365
关于积分的说明 11244629
捐赠科研通 3267729
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803932
邀请新用户注册赠送积分活动 881223
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808635