Tuning coordination microenvironment of V2CTx MXene for anchoring single-atom toward efficient multifunctional electrocatalysis

双功能 电催化剂 催化作用 析氧 分解水 化学 密度泛函理论 电池(电) 纳米技术 化学工程 组合化学 材料科学 电化学 计算化学 物理化学 电极 有机化学 热力学 工程类 物理 功率(物理) 光催化
作者
Yanwei Wang,Tian Wu,Jin Wan,Yanan Zheng,Huijuan Zhang,Yu Wang
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:645: 833-840 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.05.015
摘要

The rational design of low-cost and high-performance multifunctional electrocatalysts for hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution/reduction reaction (OER/ORR) is essential for efficient overall water splitting and rechargeable metal-air battery. Herein, through density functional theory calculations, we creatively regulate the coordination microenvironment of V2CTx MXene (M-v-V2CT2, T = O, Cl, F and S) as substrates of single-atom catalysts (SACs), and then systematically explore their HER, OER, and ORR electrocatalytic performance. Our results disclose that Rh-v-V2CO2 is a promising bifunctional catalyst for water splitting (overpotentials of 0.19 and 0.37 V for HER and OER). Besides, Pt-v-V2CCl2 and Pt-v-V2CS2 possess desirable bifunctional OER/ORR activity with overpotentials of 0.49/0.55 V and 0.58/0.40 V, respectively. More interestingly, Pt-v-V2CO2 is a promising trifunctional catalyst under vacuum, implicit and explicit solvation conditions, which transcends commercially used Pt and IrO2 catalysts for HER/ORR and OER. The electronic structure analysis further demonstrates that surface functionalization can optimize the local microenvironment of the SACs and thus tune the interaction strength of intermediate adsorbates. This work provides a feasible strategy for developing advanced multifunctional electrocatalysts and enriches the application of MXene in energy conversion and storage.
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
刚刚
1秒前
maomao201026发布了新的文献求助10
1秒前
yan123完成签到,获得积分10
1秒前
共享精神应助chai采纳,获得10
1秒前
Apricity应助wuxunxun2015采纳,获得10
1秒前
1秒前
tina完成签到,获得积分10
2秒前
科研顺利发布了新的文献求助10
3秒前
yang123发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
zzz发布了新的文献求助10
4秒前
熊猫发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
www发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
琳67发布了新的文献求助10
5秒前
cult发布了新的文献求助10
5秒前
明理飞风完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
FashionBoy应助肖紫若采纳,获得10
7秒前
lelele发布了新的文献求助10
7秒前
AnasYusuf发布了新的文献求助30
7秒前
kk发布了新的文献求助10
7秒前
科目三应助陈艺鹏采纳,获得10
7秒前
7秒前
科研通AI6应助神奇小药丸采纳,获得10
7秒前
8秒前
活力砖家完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
jiysh发布了新的文献求助10
9秒前
guojingjing发布了新的文献求助10
9秒前
邓敬燃发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
等风等你完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
顾矜应助呆萌的雁桃采纳,获得10
10秒前
我不晓得咯完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Theoretical Modelling of Unbonded Flexible Pipe Cross-Sections 10000
(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
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
3rd Edition Group Dynamics in Exercise and Sport Psychology New Perspectives Edited By Mark R. Beauchamp, Mark Eys Copyright 2025 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Digital and Social Media Marketing 500
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 5620260
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4704917
关于积分的说明 14929736
捐赠科研通 4761567
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2550911
邀请新用户注册赠送积分活动 1513652
关于科研通互助平台的介绍 1474592