Structural properties and hydrogen evolution reactions of predicted two-dimensional V n C n (n = 2, 3, 6) with first-principles calculations

密度泛函理论 吉布斯自由能 催化作用 材料科学 热力学 物理化学 化学物理 计算化学 化学 物理 生物化学 有机化学
作者
Bo Xue,Haowen Xing,Wenxiu Zhao,Jiawei Xie,Qingfeng Zeng,Shuyin Yu,Kehe Su
出处
期刊:Physica Scripta [IOP Publishing]
卷期号:98 (11): 115906-115906
标识
DOI:10.1088/1402-4896/acf894
摘要

Abstract Developing stable, conductive and effective nonprecious hydrogen evolution reaction (HER) catalysts is critical to the future of the hydrogen economy. The possible structures of the two dimensional V n C n were searched with the evolutionary algorithm associated with the density functional theory (DFT) calculations. V n C n ( n = 2, 3, 6) were found stable and the structures were refined with the DFT-PBE approaches at higher computational accuracies. Their thermal, dynamical and mechanical stabilities were confirmed theoretically with the same method. The electronic and the HER catalytic properties of these structures were investigated. All the structures exhibit metallicity, which is favorable to support adsorbing hydrogen atoms and transferring charges during HER. The Gibbs free energy of HER reactions support that the 2D V n C n ( n = 3, 6) possess the catalytic ability of HER.
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