Graphyne doped with transition-metal single atoms as effective bifunctional electrocatalysts for water splitting

分解水 过电位 双功能 电催化剂 催化作用 析氧 石墨 电化学 纳米片 过渡金属 材料科学 化学 电子转移 石墨烯 纳米技术 光化学 物理化学 光催化 电极 有机化学
作者
Xiaoping Gao,Yanan Zhou,Yujia Tan,Shiqiang Liu,Zhiwen Cheng,Zhemin Shen
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier]
卷期号:492: 8-15 被引量:72
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2019.06.050
摘要

Developing highly active and non-precious-metal single-atom catalysts (SAC) for electrochemical water splitting is of great significance to the development of renewable energy technology in future. Herein, 10 first-row transition-metal (TM, from Sc to Zn) single atoms anchored on a graphyne (GY) nanosheet ([email protected]) as electrocatalysts for water splitting are explored through computational screening approach. It is found that the single atoms prefer to tightly bind at the acetylenic-ring center of GY. Meanwhile, these [email protected] catalysts show metallic properties or reduced band gap, favoring electron transfer during the electrochemical processes. Moreover, both [email protected] and [email protected] catalysts present good catalytic performance for hydrogen evolution reaction (HER) with both the acetylenic C and TM atoms being highly active sites. However, only the [email protected] catalyst shows good oxygen evolution reaction (OER) activity with an overpotential of 0.55 V. Thus, [email protected] could serve as a potential bifunctional electrocatalyst for water splitting. Besides, the d-band center of TM atoms on [email protected] can be turned through controlling TM atoms with different d-electron number and be used to predict the OER performance. This work highlights that GY doped with single non-precious-metals can be considered for designing high-active and low-cost bifunctional electrocatalysts for practical electrochemical reactions.

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
领导范儿应助bzlish采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
朱孟研完成签到,获得积分10
3秒前
小爬沟完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
爱lx发布了新的文献求助10
4秒前
wushuang完成签到 ,获得积分10
4秒前
今后应助轻云触月采纳,获得10
4秒前
英俊的铭应助菠菠萝蜜采纳,获得10
4秒前
bzlish完成签到,获得积分10
6秒前
研友_841oDL发布了新的文献求助10
6秒前
Tim888完成签到,获得积分10
6秒前
大气青发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
少说谎了好吗完成签到 ,获得积分10
7秒前
陳嘻嘻完成签到 ,获得积分20
8秒前
小心超人发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6应助JJ采纳,获得10
10秒前
guanwu完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
爱lx完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
JamesPei应助无wu采纳,获得10
12秒前
12秒前
14秒前
等待的尔曼完成签到 ,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
轻云触月发布了新的文献求助10
16秒前
思源应助大气青采纳,获得10
17秒前
冬天的回忆完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
嘿嘿嘿发布了新的文献求助10
18秒前
慕青应助pan采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
20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
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 9000
Encyclopedia of the Human Brain Second Edition 8000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 660
Superabsorbent Polymers 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5680471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4999474
关于积分的说明 15173146
捐赠科研通 4840392
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2594044
邀请新用户注册赠送积分活动 1547083
关于科研通互助平台的介绍 1505062