清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Tackling the Activity and Selectivity Challenges of Electrocatalysts toward the Nitrogen Reduction Reaction via Atomically Dispersed Biatom Catalysts

化学 同核分子 选择性 催化作用 异核分子 密度泛函理论 组合化学 分子 计算化学 有机化学
作者
Xiangyu Guo,Jinxing Gu,Shiru Lin,Shengli Zhang,Zhongfang Chen,Shiping Huang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (12): 5709-5721 被引量:1125
标识
DOI:10.1021/jacs.9b13349
摘要

Developing efficient catalysts for nitrogen fixation is becoming increasingly important but is still challenging due to the lack of robust design criteria for tackling the activity and selectivity problems, especially for electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR). Herein, by means of large-scale density functional theory (DFT) computations, we reported a descriptor-based design principle to explore the large composition space of two-dimensional (2D) biatom catalysts (BACs), namely, metal dimers supported on 2D expanded phthalocyanine (M2-Pc or MM′-Pc), toward the NRR at the acid conditions. We sampled both homonuclear (M2-Pc) and heteronuclear (MM′-Pc) BACs and constructed the activity map of BACs by using N2H* adsorption energy as the activity descriptor, which reduces the number of promising catalyst candidates from over 900 to less than 100. This strategy allowed us to readily identify 3 homonuclear and 28 heteronuclear BACs, which could break the metal-based activity benchmark toward the efficient NRR. Particularly, using the free energy difference of H* and N2H* as a selectivity descriptor, we screened out five systems, including Ti2-Pc, V2-Pc, TiV-Pc, VCr-Pc, and VTa-Pc, which exhibit a strong capability of suppressing the competitive hydrogen evolution reaction (HER) with favorable limiting potential of −0.75, −0.39, −0.74, −0.85, and −0.47 V, respectively. This work not only broadens the possibility of discovering more efficient BACs toward N2 fixation but also provides a feasible strategy for rational design of NRR electrocatalysts and helps pave the way to fast screening and design of efficient BACs for the NRR and other electrochemical reactions.
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
johnsonj发布了新的文献求助10
22秒前
31秒前
阿若发布了新的文献求助30
35秒前
淡然的眼神完成签到,获得积分10
42秒前
美满的幻竹完成签到,获得积分10
42秒前
阿若完成签到,获得积分20
53秒前
1分钟前
乐观的驳完成签到,获得积分10
1分钟前
动听一德完成签到,获得积分10
1分钟前
燕儿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
直率的笑翠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
研友_VZG7GZ应助yb采纳,获得10
2分钟前
欢喜的诗珊完成签到,获得积分10
2分钟前
老石完成签到 ,获得积分10
2分钟前
俭朴映寒完成签到,获得积分10
2分钟前
聪慧哈密瓜完成签到 ,获得积分10
2分钟前
希望天下0贩的0应助苏桓采纳,获得10
2分钟前
fans完成签到 ,获得积分10
2分钟前
JUN完成签到,获得积分10
2分钟前
瞿人雄完成签到,获得积分10
2分钟前
跳跃雨柏完成签到,获得积分10
2分钟前
没心没肺完成签到,获得积分10
2分钟前
呆萌如容完成签到,获得积分10
2分钟前
所所应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
Ali应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
慕容天磊完成签到,获得积分10
2分钟前
剁辣椒蒸鱼头完成签到 ,获得积分10
3分钟前
激情的衣完成签到,获得积分10
3分钟前
小番茄完成签到,获得积分10
3分钟前
Murphy完成签到 ,获得积分10
3分钟前
个性花瓣完成签到,获得积分10
3分钟前
舒服的荧完成签到,获得积分10
4分钟前
柔弱藏花完成签到,获得积分10
4分钟前
5分钟前
酷炫安雁完成签到,获得积分10
5分钟前
大大大忽悠完成签到 ,获得积分10
5分钟前
yb发布了新的文献求助10
5分钟前
标致的大船完成签到,获得积分10
5分钟前
陶醉的傲霜完成签到,获得积分10
5分钟前
学术文献互助应助Zyd采纳,获得300
5分钟前
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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7765823
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9309879
关于积分的说明 20312881
捐赠科研通 7350561
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314988
关于科研通互助平台的介绍 2464416
邀请新用户注册赠送积分活动 2329476