Computational Screening of Single Atoms Anchored on Defective Mo2CO2 MXene Nanosheet as Efficient Electrocatalysts for the Synthesis of Ammonia

纳米片 选择性 催化作用 材料科学 法拉第效率 氧化还原 可逆氢电极 电化学 密度泛函理论 氨生产 产量(工程) 空位缺陷 电催化剂 动力学 纳米技术 化学 物理化学 结晶学 电极 计算化学 有机化学 冶金 参比电极 物理 量子力学
作者
Shuo Wang,Lei Li,Kwan San Hui,Feng Bin,Wei Zhou,Xi Fan,E. Zalnezhad,Jing Li,Kwun Nam Hui
出处
期刊:Advanced Engineering Materials [Wiley]
卷期号:23 (10) 被引量:16
标识
DOI:10.1002/adem.202100405
摘要

The electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR) over single‐atom catalysts (SACs) anchored on Mo vacancies of Mo 2 CO 2 MXene nanosheets under ambient conditions suffers from poor selectivity, low yield, and low Faradaic efficiency because of their sluggish kinetics and the competing hydrogen evolution reaction. Herein, density functional theory calculations are performed to improve the understanding of the selectivity and yielding of ammonia through NRR over various isolated SACs, that is, from Sc to Au, anchored on the Mo vacancy of the Mo 2 CO 2 MXene nanosheet (denoted as MO 2 CO 2 ‐M SA ). The potential‐determining step of the NRR shows that eight candidates (i.e., Y, Zr, Nb, Hf, Ta, W, Re, and Os) confined on the defective Mo 2 CO 2 layer could promote the electroreduction from N 2 to NH 3 . Among these, Mo 2 CO 2 ‐Y SA presented the lowest reported reaction Presents the lowest reported reaction energy barrier (0.08 eV) through the distal pathway and high selectivity to NRR compared with the previously synthesized Mo 2 CO 2 ‐Ru SA with a relatively high energy barrier (0.65 eV) and poor selectivity. In addition, the formation energy of Mo 2 CO 2 ‐Y SA is more negative than that of the Mo 2 CO 2 ‐Ru SA catalyst, suggesting that the experimental preparation of the Mo 2 CO 2 ‐Y SA catalyst is highly feasible. This work lays a solid foundation for improving the rational design of MXene‐based systems as efficient electrocatalysts for the synthesis of ammonia.
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
zlt发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
MozzieMiao应助treasure采纳,获得20
2秒前
3秒前
aaaa应助腼腆的无颜采纳,获得40
4秒前
科研通AI6.4应助Deserve采纳,获得30
4秒前
flora完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
imine完成签到 ,获得积分10
5秒前
木子发布了新的文献求助10
6秒前
坦率发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Cc完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Fonxi完成签到,获得积分10
8秒前
123456发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
子非鱼发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
111发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
htttt完成签到,获得积分10
11秒前
爱学习完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
callmefather完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
科研通AI6.4应助零度空间采纳,获得10
12秒前
低温少年发布了新的文献求助10
12秒前
完美世界应助冬草采纳,获得10
13秒前
wwwww发布了新的文献求助20
13秒前
dey完成签到 ,获得积分10
14秒前
likw23发布了新的文献求助10
14秒前
vivre223完成签到,获得积分10
14秒前
mingior完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
神海完成签到,获得积分10
16秒前
烨笙完成签到,获得积分10
16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
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 360
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 7674824
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9241220
关于积分的说明 19910808
捐赠科研通 7244890
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3286035
关于科研通互助平台的介绍 2444044
邀请新用户注册赠送积分活动 2288440