Synergistic ultra-high activity of double B doped graphyne for electrocatalytic nitrogen reduction

催化作用 石墨 氧化还原 密度泛函理论 氮气 兴奋剂 经济短缺 化学 法拉第效率 材料科学 无机化学 组合化学 纳米技术 化学工程 物理化学 计算化学 电化学 电极 有机化学 光电子学 哲学 工程类 语言学 政府(语言学)
作者
Baotao Kang,Yuan Yuan,Yipin Lv,Hongqi Ai,Jin Yong Lee
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:428: 131318-131318 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.131318
摘要

Double B-doping make graphyne achieve ultrahigh NRR activity. • Graphyne materials with boron doping showed enhanced catalytic activity for nitrogen reduction reaction. • Double boron doping could be efficient metal free catalysts for N 2 fixation and NH 3 synthesis. • We propose a new energy-related descriptor showing a good volcano-shaped relationship to the limiting potential. The electrocatalytic nitrogen reduction reaction (NRR) under ambient conditions is an emerging technique to address energy shortages and climate change. Thus, developing efficient but low-cost electrocatalysts is important. In the present paper, we applied γ-graphyne (γGy) doped with B, N, O, P and S as NRR catalysts, and the activities of these catalysts were studied by extensive density functional theory (DFT) calculations. Our results suggest that single N, O, P and S doping are not effective in enhancing γGy NRR activity, and the γGy with B(sp 2 )-C(sp)-B(sp) configuration has excellent overall NRR activity with a record low limiting potential (−0.12 V), good conductivity, low hydrogen evolution reaction activity and high dynamic stability. We revealed that the sp-C directly connected to active sp-B can be an energy buffer that makes a flat potential energy surface. Overall, our research provides several good NRR catalysts by carefully controlling the doping sites and provides a new strategy for further development of metal-free catalysts for the NRR.
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
耶耶完成签到 ,获得积分10
刚刚
彩虹糖完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
柒木发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
狂野的绿真关注了科研通微信公众号
1秒前
长情的千风完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
隐形曼青应助May采纳,获得10
2秒前
科研通AI2S应助hy采纳,获得50
2秒前
2秒前
152455发布了新的文献求助10
2秒前
季末默相依完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
r...........发布了新的文献求助10
3秒前
wzx发布了新的文献求助10
4秒前
玥洋完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Hello应助xiaobai采纳,获得10
5秒前
睡不醒发布了新的文献求助10
6秒前
Flex完成签到,获得积分10
6秒前
我是老大应助sara采纳,获得10
7秒前
suchui发布了新的文献求助10
7秒前
我是老大应助小橙子采纳,获得10
8秒前
能干冰露发布了新的文献求助10
8秒前
脑洞疼应助KKwang采纳,获得10
8秒前
yuchangkun发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Ly发布了新的文献求助10
9秒前
天天向上完成签到,获得积分10
9秒前
我是老大应助幸福遥采纳,获得10
10秒前
10秒前
徐嘉女发布了新的文献求助10
10秒前
tyler23完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
mooncake发布了新的文献求助10
12秒前
田様应助玛卡巴卡采纳,获得10
13秒前
寒_发布了新的文献求助10
13秒前
13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
Cronologia da história de Macau 5000
Braunwald’s Heart Disease, 2 Vol Set A Textbook of Cardiovascular Medicine 13th Edition 1000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
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 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6995512
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8671493
关于积分的说明 18387330
捐赠科研通 6468413
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3098572
关于科研通互助平台的介绍 2161131
邀请新用户注册赠送积分活动 2074894