Optimizing CO2RR selectivity on single atom catalysts using graphical construction and identification of energy descriptor

催化作用 限制 氧化还原 组合化学 Atom(片上系统) 化学 选择性 材料科学 计算化学 计算机科学 无机化学 有机化学 机械工程 工程类 嵌入式系统
作者
Anjana Tripathi,Ranjit Thapa
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:208: 330-337 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2023.03.065
摘要

The electrocatalytic reduction of CO2 (CO2RR) into value-added hydrocarbons is limited due to high limiting potential (UL) and competing hydrogen evolution reaction (HER). To find the best catalyst for CO2 reduction the concept of hydrogen poisoning was not considered in the catalyst screening process. Herein, we present a simple screening method and graphical construction using multiparameter optimization for the design of highly active and selective single-atom catalysts (SAC) using density functional theory calculations. A series of SAC namely, MN4, MBN3 and H@MBN3 (M: metal) are investigated for CO2RR. Our results revealed that MN4 and MBN3 SAC are not favorable for CO2RR due to high UL > −0.85 V and hydrogen poisoning (ΔGH* < 0), respectively. H@MBN3 SAC (stable compounds forming H–B bonds) are identified as efficient catalysts with a low value of UL and significantly hinder the competitive HER. Among these, H@CoBN3 and H@FeBN3 SAC show excellent CO2RR activity with limiting potential −0.30 and −0.44 V respectively for CH4 production and no chance of HER. Scaling relations reveal the importance of *COOH/*CHO binding energy (Eb) as an energy descriptor to evaluate the catalytic performance. This work provides a new theoretical perspective to design a highly selective catalyst for CO2RR.

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
一包辣条发布了新的文献求助10
刚刚
九九发布了新的文献求助10
刚刚
野猪佩奇完成签到,获得积分10
刚刚
驱蚊器发布了新的文献求助10
1秒前
共享精神应助收手吧大哥采纳,获得10
1秒前
1秒前
yangyanhao发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
大模型应助无情的夏蓉采纳,获得10
2秒前
2秒前
烟花应助葛洲坝小鱼人采纳,获得10
2秒前
jiaser完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
JamesPei应助大方道消采纳,获得10
3秒前
zzz发布了新的文献求助200
3秒前
3秒前
3秒前
慕青应助天空风筝采纳,获得10
3秒前
3秒前
Duce应助小鱼儿采纳,获得10
4秒前
烟花应助愉快的嵩采纳,获得10
4秒前
机灵猕猴桃完成签到 ,获得积分10
4秒前
anyway发布了新的文献求助10
4秒前
赘婿应助AthurMarcus采纳,获得10
4秒前
浮浮完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
默默发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
cdercder应助过时的黄豆采纳,获得10
6秒前
彭于晏应助自信小画家采纳,获得30
6秒前
888关闭了888文献求助
6秒前
耿耿完成签到 ,获得积分10
6秒前
地精术士发布了新的文献求助10
6秒前
忧伤的老四完成签到,获得积分10
7秒前
szcx应助深深设采纳,获得10
7秒前
asd发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7736083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9286141
关于积分的说明 20175821
捐赠科研通 7314255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3305231
关于科研通互助平台的介绍 2457612
邀请新用户注册赠送积分活动 2314646