Electrochemical CO2 Reduction Reaction on M@Cu(211) Bimetallic Single-Atom Surface Alloys: Mechanism, Kinetics, and Catalyst Screening

双金属片 电化学 催化作用 化学 密度泛函理论 活动站点 选择性 金属 动力学 反应机理 Atom(片上系统) 无机化学 计算化学 物理化学 电极 有机化学 物理 量子力学 计算机科学 嵌入式系统
作者
Yonghao Feng,Wei An,Zeming Wang,Yuanqiang Wang,Yong Men,Yuanyuan Du
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:8 (1): 210-222 被引量:107
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.9b05183
摘要

Copper is a well-known metal for catalyzing the electrochemical CO2 reduction reaction (CO2 RR) toward valuable hydrocarbons and alcohols. Here, using a combined density functional theory and microkinetic modeling approach, we systematically investigated 11 bimetallic M@Cu(211) single-atom stepped surface alloys for their CO2 RR activity. It is revealed that the stepped M edge is most likely to be the active site for CO2 RR. The primary reaction pathway is identified as *COOH → *CO → *CHO with the potential-determining step of *CO + H+ + e– → *CHO, leading to either CH4 or CH3OH formation at more negative potential. Especially, Ru@Cu(211) and Fe@Cu(211) are both predicted to be most efficient in promoting CO2 RR toward CH4 owing to their breaking of the coupled scaling relations of key intermediates' binding at the active site. Furthermore, the binding strength of *CO and *OH can be used as a good descriptor for differentiating various M@Cu(211) for CO2 RR activity and selectivity, and specifically, the moderate oxophilic and carbophilic elements of M are preferred. Our study highlights the utmost importance of breaking the linear scaling relations of key intermediates' binding at the active site for boosting CO2 RR performance.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
顺利毕业完成签到,获得积分10
1秒前
桐桐应助NOSIN采纳,获得30
1秒前
drZZY发布了新的文献求助30
1秒前
2秒前
shi完成签到,获得积分10
2秒前
奥特曼打怪兽关注了科研通微信公众号
2秒前
共享精神应助Hupoo采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
CK完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
小李完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
徐青青完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
斯文败类应助babyshark采纳,获得10
7秒前
慕青应助jase采纳,获得10
7秒前
西直门三太子完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
星辰大海应助不会取名字采纳,获得10
9秒前
善学以致用应助你雕姐采纳,获得10
10秒前
shilong.yang发布了新的文献求助20
10秒前
青柠发布了新的文献求助10
11秒前
Seven发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI6应助王子凌采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
闫雪发布了新的文献求助10
12秒前
YHDing发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
酷波er应助自信安荷采纳,获得10
14秒前
花开富贵发布了新的文献求助30
14秒前
刘荣圣完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
所所应助踏实青槐采纳,获得10
17秒前
夕瑶摇啊发布了新的文献求助10
17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
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
Xenolinguistics Towards a Science of Extraterrestrial Language 500
PRINCIPLES OF BEHAVIORAL ECONOMICS Microeconomics & Human Behavior 400
The Red Peril Explained: Every Man, Woman & Child Affected 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5026347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4262891
关于积分的说明 13287943
捐赠科研通 4070703
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2226427
邀请新用户注册赠送积分活动 1234983
关于科研通互助平台的介绍 1158970