Single and double boron atoms doped nanoporous C2N–h2D electrocatalysts for highly efficient N2 reduction reaction: a density functional theory study

过电位 电催化剂 材料科学 密度泛函理论 催化作用 纳米孔 无机化学 电化学 石墨烯 化学工程 纳米技术 物理化学 计算化学 化学 电极 有机化学 工程类 生物化学
作者
Yongyong Cao,Shengwei Deng,Qiaojun Fang,Xiang Sun,Chenxia Zhao,Jingnan Zheng,Yijing Gao,Han Zhuo,Yuejin Li,Zihao Yao,Zhongzhe Wei,Xing Zhong,Gui‐Lin Zhuang,Jianguo Wang
出处
期刊:Nanotechnology [IOP Publishing]
卷期号:30 (33): 335403-335403 被引量:89
标识
DOI:10.1088/1361-6528/ab1d01
摘要

The electrocatalytical process is the most efficient way to produce ammonia (NH3) under ambient conditions, but developing a highly efficient and low-cost metal-free electrocatalysts remains a major scientific challenge. Hence, single atom and double boron (B) atoms doped 2D graphene-like carbon nitride (C2N-h2D) electrocatalysts have been designed (B@C2N and B2@C2N), and the efficiency of N2 reduction reaction (NRR) is examined by density functional theory calculation. The results show that the single and double B atoms can both be strongly embedded in natural nanoporous C2N with superior catalytic activity for N2 activation. The reaction mechanisms of NRR on the B@C2N and B2@C2N are both following an enzymatic pathway, and B2@C2N is a more efficient electrocatalyst with extremely low overpotential of 0.19 eV comparing to B@C2N (0.29 eV). In the low energy region, the hydrogenation of N2 is thermodynamically more favorable than the hydrogen production, thereby improving the selectivity for NRR. Based on these results, a new double-atom strategy may help guiding the experimental synthesis of highly efficient NRR electrocatalysts.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
JJy发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI5应助深情秋刀鱼采纳,获得10
刚刚
司空笑白发布了新的文献求助30
刚刚
所所应助背后梦安采纳,获得10
1秒前
1秒前
ti完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
vikoel完成签到,获得积分10
2秒前
JinkFun完成签到,获得积分10
2秒前
huang完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
没有名字发布了新的文献求助10
3秒前
Jsc完成签到 ,获得积分10
3秒前
虚度30年完成签到,获得积分10
3秒前
Ccc完成签到,获得积分10
4秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
老猫头鹰完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
活力山蝶应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
徐木木发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
华仔应助开心小鸭子采纳,获得10
5秒前
zzz完成签到,获得积分10
5秒前
yuyuyu发布了新的文献求助10
5秒前
Akim应助高序采纳,获得10
5秒前
李彦完成签到,获得积分10
5秒前
温水完成签到 ,获得积分10
6秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3969033
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513900
关于积分的说明 11170818
捐赠科研通 3249256
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794708
邀请新用户注册赠送积分活动 875326
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804759