Enhancing oxygen reduction and evolution reactions on multi-metal N-doped graphene catalysts through catalytic activity and selectivity tuning

异核分子 催化作用 同核分子 双功能 密度泛函理论 金属 无机化学 化学 石墨烯 选择性 析氧 氢解 材料科学 物理化学 纳米技术 计算化学 分子 电化学 有机化学 电极
作者
Jianguang Feng,Chenchen Ma,Yue Zhang,Chenggong Du,Yingjie Chen,Hongzhou Dong,Liyan Yu,Lifeng Dong
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:651: 159219-159219
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2023.159219
摘要

Metal-nitrogen-carbon (M-N-C) catalysts exhibit promising electrocatalytic properties for oxygen reduction and evolution reactions (ORR/OER) and are potential substitutes for precious metal catalysts. However, the underlying reaction mechanisms are still debated. To investigate the connection between atomic microstructures and catalytic performance, this study employs density functional theory (DFT) calculations to analyze 10 different M-N-C catalysts with varying metal atom types and ratios (Fe, Co, and Ni) on three active centers. The activities of all active sites are computed, showing notable variations in ORR/OER performance among different sites. For homonuclear M-N-C catalysts, the ORR overpotentials of Fe, Co, and Ni are 0.69, 0.26, and 1.03 V, respectively. These values change to 0.79, 0.31, and 1.00 V, respectively, for the heteronuclear M-N-C catalysts with trimetallic active centers when the reaction occurs at the Fe, Co, and Ni site. Similar trends are observed for the OER of both homonuclear and heteronuclear M-N-C catalysts in molecular models. Among Fe, Co, and Ni atoms, the Co site exhibits the most favorable ORR/OER bifunctional activity. This study provides valuable insights into selecting catalytic active sites and understanding the structure-performance relationship of M-N-C structures at a microscopic level.
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
思源应助现代飞鸟采纳,获得10
1秒前
西鱼徐完成签到,获得积分10
2秒前
zhaozhao发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
8秒前
香蕉子骞完成签到 ,获得积分10
10秒前
ohhhh完成签到,获得积分20
10秒前
尊敬的夏槐完成签到,获得积分10
10秒前
先一完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
13秒前
13秒前
寻道图强应助LLL采纳,获得30
15秒前
NexusExplorer应助兰禅子采纳,获得10
15秒前
九月发布了新的文献求助40
17秒前
FashionBoy应助从容的白猫采纳,获得10
17秒前
香蕉伯云发布了新的文献求助10
18秒前
CMJ发布了新的文献求助10
19秒前
现代飞鸟发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
可爱的霖霖兔完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
sjc完成签到,获得积分10
23秒前
冰语心蓝发布了新的文献求助10
23秒前
shinysparrow应助菜菜Cc采纳,获得100
24秒前
fanfanzzz完成签到,获得积分10
25秒前
二胡完成签到,获得积分10
27秒前
Shadow完成签到 ,获得积分10
27秒前
不配.应助牟翎采纳,获得40
28秒前
31秒前
聪明勇敢有力气完成签到 ,获得积分10
35秒前
tangtang发布了新的文献求助10
36秒前
38秒前
39秒前
Xxaaa发布了新的文献求助10
41秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
42秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
42秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
XAFS for Everyone 500
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 3143695
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2795199
关于积分的说明 7813564
捐赠科研通 2451202
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1304353
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627221
版权声明 601393