Density functional studies of functionalized graphitic materials with late transition metals for oxygen reduction reactions

密度泛函理论 催化作用 过渡金属 化学 化学物理 活动站点 过渡状态 氧化还原 阴极 吸附 无机化学 氧还原反应 计算化学 氧气 物理化学 电化学 有机化学 电极
作者
Federico Calle‐Vallejo,José I. Martínez,Jan Rossmeisl
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [Royal Society of Chemistry]
卷期号:13 (34): 15639-15639 被引量:477
标识
DOI:10.1039/c1cp21228a
摘要

Low-temperature fuel cells are appealing alternatives to the conventional internal combustion engines for transportation applications. However, in order for them to be commercially viable, effective, stable and low-cost electrocatalysts are needed for the Oxygen Reduction Reaction (ORR) at the cathode. In this contribution, on the basis of Density Functional Theory (DFT) calculations, we show that graphitic materials with active sites composed of 4 nitrogen atoms and transition metal atoms belonging to groups 7 to 9 in the periodic table are active towards ORR, and also towards Oxygen Evolution Reaction (OER). Spin analyses suggest that the oxidation state of those elements in the active sites should in general be +2. Moreover, our results verify that the adsorption behavior of transition metals is not intrinsic, since it can be severely altered by changes in the local geometry of the active site, the chemical nature of the nearest neighbors, and the oxidation states. Nonetheless, we find that these catalysts trend-wise behave as oxides and that their catalytic activity is limited by exactly the same universal scaling relations.

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
阿喵完成签到,获得积分10
刚刚
粗心的羽毛应助Lee采纳,获得20
刚刚
msp发布了新的文献求助10
1秒前
枪头战士发布了新的文献求助10
1秒前
JINYUBAO完成签到,获得积分10
1秒前
SciGPT应助温暖的白昼采纳,获得10
1秒前
czcz发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Mrmiss666发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
simon完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小李叭叭完成签到,获得积分10
3秒前
刻苦的紫霜完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
野性的马里奥完成签到,获得积分10
4秒前
淡泊宁静完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
就在日落以后完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
qianyu完成签到,获得积分10
5秒前
ocean完成签到,获得积分10
5秒前
战魂发布了新的文献求助10
5秒前
汉堡包应助命苦科研人采纳,获得10
6秒前
7秒前
万能图书馆应助charint采纳,获得10
7秒前
7秒前
专注白昼完成签到,获得积分10
7秒前
123发布了新的文献求助30
7秒前
冰冰发布了新的文献求助10
7秒前
山山发布了新的文献求助10
8秒前
缓慢含烟发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
LiYan发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
nonopanda完成签到,获得积分10
10秒前
邱近实发布了新的文献求助10
10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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
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 6441450
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8255395
关于积分的说明 17576986
捐赠科研通 5500112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900183
邀请新用户注册赠送积分活动 1877042
关于科研通互助平台的介绍 1717069