Effects of electrolyte anion adsorption on the activity and stability of single atom electrocatalysts

电解质 催化作用 电化学 石墨烯 化学 吸附 无机化学 金属 电催化剂 过渡金属 水溶液中的金属离子 电极 材料科学 物理化学 纳米技术 有机化学
作者
Tipaporn Patniboon,Heine Anton Hansen
出处
期刊:Chemical physics reviews [American Institute of Physics]
卷期号:4 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0125654
摘要

A single metal site incorporated in N-doped carbon (M/N/C) is a promising electrocatalyst. Here, we perform a computation investigation of the effect of electrolyte anion adsorption on the activity and stability of single-atom catalysts (MN4) with M as transition metal and p-block metal. The MN4 site on two different graphene structures (bulk graphene and graphene edge) is studied under electrochemical conditions for the oxygen reduction reaction (ORR) and the CO2 reduction reaction (CO2RR). Because of the two-dimensional nature of the catalyst, reaction intermediates and electrolyte ions can interact with both sides of the single-atom catalyst. As a result, the electrolyte anions compete with water and adsorbate on the single metal site, in some cases either poisoning or modifying the catalyst activity and thermodynamic stability. We find most electrolyte anions adsorbs on the single metal site under ORR conditions but not at the lower potentials for the CO2RR. Still, the adsorption of water and gas molecules can occur under CO2RR conditions. For example, under ORR conditions, the thermodynamic driving force of the *SO4-FeN4 site in the 0.1 M H2SO4 solution is about 0.47–0.56 eV lower than the *O-FeN4 site in water, depending on the local carbon structure. Additionally, the stabilization by electrolyte anions depends on the nature of the metal atom. Our study demonstrates the important role of electrolytes and the coordination environment for the activity and stability of the M/N/C catalyst.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
完美世界应助Ting采纳,获得10
1秒前
1秒前
晓海发布了新的文献求助10
4秒前
qxy发布了新的文献求助10
4秒前
朴素赛凤完成签到 ,获得积分10
4秒前
xmx完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
7秒前
8秒前
CHENXIN532完成签到,获得积分10
9秒前
坚强的水果关注了科研通微信公众号
10秒前
汤飞柏发布了新的文献求助10
10秒前
鲜艳的白开水完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
林123a完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
Ting发布了新的文献求助10
14秒前
Zzz发布了新的文献求助10
17秒前
jyy应助BBQ采纳,获得10
17秒前
GMper完成签到,获得积分10
21秒前
25秒前
十二发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
Ava应助fossick2010采纳,获得10
27秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
甜甜玫瑰应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
安静幻枫应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
lllkkk完成签到,获得积分10
28秒前
ding应助科研通管家采纳,获得30
28秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
蒋时晏应助科研通管家采纳,获得20
29秒前
z3Q应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
29秒前
29秒前
30秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Cognitive Paradigms in Knowledge Organisation 2000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Introduction to Spectroscopic Ellipsometry of Thin Film Materials Instrumentation, Data Analysis, and Applications 1800
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
How Maoism Was Made: Reconstructing China, 1949-1965 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3313568
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2945892
关于积分的说明 8527538
捐赠科研通 2621558
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1433817
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 665098
邀请新用户注册赠送积分活动 650637