Electrocatalytic Nitrogen Reduction Performance of Si‐doped 2D Nanosheets of Boron Nitride Evaluated via Density Functional Theory

电催化剂 材料科学 密度泛函理论 催化作用 氮化硼 电化学 纳米技术 兴奋剂 氨生产 氮化物 化学工程 无机化学 化学 计算化学 物理化学 电极 光电子学 有机化学 图层(电子) 工程类 生物化学
作者
Zhongyuan Guo,Siyao Qiu,Huan Li,Yongjun Xu,Steven J. Langford,Chenghua Sun
出处
期刊:Chemcatchem [Wiley]
卷期号:13 (4): 1239-1245 被引量:20
标识
DOI:10.1002/cctc.202001775
摘要

Abstract Electrochemical nitrogen fixation under ambient conditions is proposed as a sustainable alternative to the traditional Haber‐Bosch method to combat both a global energy crisis and climate change. However, effective catalysts for electrocatalytic nitrogen reduction reaction (eNRR) under ambient conditions, a crucial part for the electrocatalysis system, still face large challenges of low Faradic efficiency (FE) and low yield of ammonia. Here, we propose Si‐doped BN 2D nanosheets (BNNS) as a new class of metal‐free catalysts, and computationally study their performance in eNRR by density functional theory (DFT). The calculations show that the Si atom in the boron‐edge site exhibits the highest activity with the over‐potential (η) of 1.06 V from the first hydrogenation step, which is close in value to the benchmark of this reaction, the flat Ru(0001) surface (η=0.92 V). Moreover, Si‐doping can greatly enhance the conductivity of pristine BNNS, making it a good candidate for electrocatalysis. Overall, this research opens up a new direction of designing high‐performance Si‐based 2D catalysts for dinitrogen fixation beyond the hotspot research of boron‐ or transition metal‐based catalysts.
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
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
小二郎应助吉吉采纳,获得10
4秒前
4秒前
俊逸飞雪完成签到,获得积分10
6秒前
hui发布了新的文献求助10
10秒前
俊逸飞雪发布了新的文献求助10
10秒前
善良的冰颜完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
13秒前
14秒前
chi发布了新的文献求助30
18秒前
hoshi1018发布了新的文献求助10
19秒前
雨过天晴发布了新的文献求助10
19秒前
22秒前
23333发布了新的文献求助10
22秒前
26秒前
研究牛牛完成签到 ,获得积分10
29秒前
34秒前
lwl666应助不想取名采纳,获得10
34秒前
34秒前
35秒前
123发布了新的文献求助10
40秒前
40秒前
Zack发布了新的文献求助10
40秒前
42秒前
45秒前
医学小王发布了新的文献求助10
47秒前
47秒前
平常馒头完成签到 ,获得积分10
47秒前
秋夜白发布了新的文献求助10
50秒前
催化剂发布了新的文献求助10
51秒前
52秒前
杨甜心发布了新的文献求助20
54秒前
TrungHieuPham完成签到,获得积分10
55秒前
zp发布了新的文献求助10
57秒前
nanoletter发布了新的文献求助10
57秒前
58秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
打打应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
T/CAB 0344-2024 重组人源化胶原蛋白内毒素去除方法 1000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3775761
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3321365
关于积分的说明 10205232
捐赠科研通 3036395
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666090
邀请新用户注册赠送积分活动 797278
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757794