Electrocatalytic carbon dioxide reduction on graphene-supported Ni cluster and its hydride: Insight from first-principles calculations

氢化物 化学吸附 催化作用 石墨烯 吸附 化学 无机化学 电化学 甲酸 二氧化碳电化学还原 甲醇 解吸 密度泛函理论 电催化剂 材料科学 金属 物理化学 计算化学 纳米技术 一氧化碳 电极 有机化学
作者
Shiuan‐Yau Wu,Kuang-Yen Chiu,Chen-Hao Fan,Hui‐Lung Chen
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:629: 157418-157418 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2023.157418
摘要

We present an analysis of the trends of CO2 reduction reaction on graphene-supported nickel and nickel hydride clusters based on density functional theory calculations. It is observed that the generation of nickel hydride clusters on graphene endows the catalyst with active positive Ni and negative H sites, which enhances CO2 adsorption and facilitates electrochemical reactions. On the clean Ni10-gra model, chemisorption of CO2 predominates and governs the selectivity of the COOH* pathway, as evidenced by a notable adsorption free energy (ΔGads) of −0.85 eV for the CO2* intermediate. However, the adsorption energy experiences a substantial reduction to −0.24 eV on the 7HNi10-gra model, which in turn results in the observation of the CO2 desorption phenomenon in models characterized by higher nH* ratios. In addition, the energy reduction and stabilization associated with HCOO* formation in the presence of an increasing number of H* atoms are not substantial, thereby facilitating an alternative electrocatalytic route that leads to the generation of formic acid, methanol and methane. Our computational study presents an all-encompassing mechanism describing CO2 adsorption and subsequent conversion to various products on diverse nH*-Ni10-gra models, which significantly advances the understanding of the influence of metal hydrides in the electrochemical environment.
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
2秒前
涛1118发布了新的文献求助10
2秒前
冬至发布了新的文献求助10
2秒前
慕青应助空白采纳,获得10
3秒前
大方的千雁完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
Wanfeng完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
iuo发布了新的文献求助10
5秒前
slb1319发布了新的文献求助10
5秒前
希望天下0贩的0应助李伟采纳,获得10
5秒前
小小垚发布了新的文献求助10
5秒前
石大李克发布了新的文献求助10
6秒前
黑化小狗完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助六百六十六采纳,获得10
6秒前
6秒前
8秒前
科研通AI6.3应助一一采纳,获得10
8秒前
zll发布了新的文献求助10
8秒前
冷艳的千秋应助林风采纳,获得10
8秒前
Rei发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
武大郎发布了新的文献求助10
9秒前
阿欢发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
ppq发布了新的文献求助10
13秒前
无极微光应助黑化小狗采纳,获得20
13秒前
molihuakai应助lcj采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
娟娟驳回了duoduo应助
15秒前
开放储发布了新的文献求助10
16秒前
烂漫的飞松完成签到,获得积分10
17秒前
gkk发布了新的文献求助20
17秒前
17秒前
脑洞疼应助zzzzz采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6466921
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8273168
关于积分的说明 17640030
捐赠科研通 5542114
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2908054
邀请新用户注册赠送积分活动 1885018
关于科研通互助平台的介绍 1733324