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First Principle Studies to Tailor Graphene Through Synergistic Effect as a Highly Efficient Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction

掺杂剂 石墨烯 电催化剂 分解水 析氧 催化作用 材料科学 过电位 兴奋剂 化学工程 无机化学 化学 纳米技术 电化学 物理化学 电极 光催化 光电子学 有机化学 工程类
作者
Mohd Riyaz,Shuchi Gupta,Neetu Goel
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:22 (11): 1141-1147 被引量:3
标识
DOI:10.1002/cphc.202001020
摘要

Abstract The Oxygen Evolution Reaction (OER) is one of the major roadblocks for electrocatalytic oxidation of water (water splitting) and for designing efficient metal‐air batteries. Herein, we present a comprehensive study to design graphene based efficient electrocatalyst, modified by doping with main group elements Al, Si, P, S and co‐doping with B and N, for OER using DFT computations. Four elementary steps in the OER reaction have been traced, free energy change for each elementary step was calculated considering thermodynamic corrections. Out of all the doped models, S doped graphene shows maximum efficiency that was further enhanced by adjusting the concentration of codopants B and N around the active dopant site. Our results show that synergy between codopants B and N and dopant S atom leads to high electrocatalytic efficiency of modified graphene towards OER and brings down the overpotential to as low as 0.44 V.
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