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
清爽的曼凝完成签到,获得积分10
1秒前
Wangzhixuan完成签到,获得积分20
1秒前
莫封叶完成签到,获得积分10
2秒前
张渔歌完成签到,获得积分10
2秒前
冷静中心完成签到,获得积分20
2秒前
植树发布了新的文献求助10
3秒前
小李同学完成签到,获得积分10
3秒前
yellow完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
zlxxxx完成签到,获得积分10
4秒前
提莫将军完成签到,获得积分10
5秒前
酷酷的山雁完成签到,获得积分10
5秒前
慕青应助任性代柔采纳,获得10
5秒前
liujunhong完成签到,获得积分10
6秒前
李爱国应助chenax采纳,获得10
6秒前
swy完成签到,获得积分10
6秒前
含糊的茹妖完成签到,获得积分10
7秒前
卡西法完成签到,获得积分10
7秒前
温暖宛筠完成签到,获得积分10
7秒前
zz关注了科研通微信公众号
7秒前
明亮傲芙完成签到 ,获得积分10
8秒前
lgf发布了新的文献求助10
9秒前
sen123完成签到,获得积分10
10秒前
老实觅松完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
迷人迎南完成签到 ,获得积分10
11秒前
传统的小蜜蜂完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
妮妮完成签到 ,获得积分10
11秒前
于是真的完成签到,获得积分10
12秒前
阔达如柏完成签到,获得积分10
12秒前
xingqing完成签到 ,获得积分10
13秒前
haita完成签到,获得积分10
13秒前
MYLCX完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
头头完成签到,获得积分20
15秒前
czduoduo完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
xy完成签到 ,获得积分10
17秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
International Security Studies and Technology :Approaches, Assessments, and Frontiers 500
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 7572755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9151965
关于积分的说明 19573889
捐赠科研通 7157131
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264103
关于科研通互助平台的介绍 2429535
邀请新用户注册赠送积分活动 2254395