Design of high-performance MoS2 edge supported single-metal atom bifunctional catalysts for overall water splitting via a simple equation

双功能 过电位 析氧 催化作用 密度泛函理论 材料科学 空位缺陷 分解水 化学物理 过渡金属 计算化学 纳米技术 Atom(片上系统) 化学 物理化学 结晶学 计算机科学 电极 电化学 生物化学 光催化 嵌入式系统
作者
Xiaopei Xu,Haoxiang Xu,Daojian Cheng
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:11 (42): 20228-20237 被引量:59
标识
DOI:10.1039/c9nr06083a
摘要

MoS2 edges exhibit good hydrogen evolution reaction (HER) activity but poor oxygen evolution reaction (OER) activity. The development of MoS2 edge supported single-atom catalysts (SACs) for both the HER and OER is critical for overall water splitting. In this work, for the purpose of triggering OER performance and maintaining HER performance, 28 single transition-metal (TM) SACs supported on MoS2 edges as bifunctional electrocatalysts for overall water splitting have been screened by using density functional theory (DFT) calculations. In order to design and achieve high OER performance, a simple equation derived from the chemical environment and local structure of the active center is used as a structure descriptor to predict the OER activities of MoS2-based SACs. Among these candidates, the T1-vacancy termination modified using a Pt single atom shows the lowest theoretical overpotential for the hydrogen/oxygen evolution reaction being just -0.10/0.46 V, respectively, which is comparable to those of the precious-metal-group benchmark catalysts for overall water splitting. It is expected that our results can offer a theoretical basis for simplifying and steering the design of efficient electrocatalytic materials.

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
刚刚
LUO_Roong发布了新的文献求助10
刚刚
Sylvia发布了新的文献求助10
1秒前
研友_Ljqal8完成签到,获得积分10
1秒前
充电宝应助张雅静采纳,获得10
5秒前
无言发布了新的文献求助10
5秒前
Wells发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Justine关注了科研通微信公众号
8秒前
8秒前
asdfzxcv应助jack_kunn采纳,获得10
12秒前
12秒前
Wells发布了新的文献求助10
13秒前
L_YF完成签到,获得积分10
14秒前
SciGPT应助中将采纳,获得10
14秒前
充电宝应助朴实的南露采纳,获得10
16秒前
17秒前
结实灭男发布了新的文献求助10
17秒前
CipherSage应助jack_kunn采纳,获得10
17秒前
gxc完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
老实白云发布了新的文献求助10
20秒前
小开心发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
Wells发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
24秒前
丹牛完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
优秀画板发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
26秒前
27秒前
酷波er应助zcm1999采纳,获得10
27秒前
中将发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
汉堡包应助火火采纳,获得10
30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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 6000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5637884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4744268
关于积分的说明 15000613
捐赠科研通 4796097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2562306
邀请新用户注册赠送积分活动 1521844
关于科研通互助平台的介绍 1481714