Data-Driven Discovery of Intrinsic Direct-Gap 2D Materials as Potential Photocatalysts for Efficient Water Splitting

分解水 光催化 纳米技术 光催化分解水 密度泛函理论 带隙 材料科学 计算机科学 化学 催化作用 光电子学 计算化学 生物化学
作者
Yatong Wang,Geert Brocks,Süleyman Er
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (3): 1336-1350 被引量:47
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c05181
摘要

Intrinsic direct-gap two-dimensional (2D) materials hold great promise as photocatalysts, advancing the application of photocatalytic water splitting for hydrogen production. However, the time- and resource-efficient exploration and identification of such 2D materials from a vast compositional and structural chemical space present significant challenges within the realm of materials science research. To this end, we perform a data-driven study to find 2D materials with intrinsic direct-gap and desirable photocatalytic properties for overall water splitting. By implementing a three-staged large-scale screening, which incorporates machine-learned data from the V2DB, high-throughput density functional theory (DFT), and hybrid-DFT calculations, we identify 16 direct-gap 2D materials as promising photocatalysts. Subsequently, we conduct a comprehensive assessment of materials properties that are related to the solar water splitting performance, which include electronic and optical properties, solar-to-hydrogen conversion efficiencies, and carrier mobilities. Therefore, this study not only presents 16 2D photocatalysts but also introduces a rigorous data-driven approach for the future discovery of functional 2D materials from currently unexplored chemical spaces.
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
英俊的铭的应助被卑微打工人采纳,获得10
刚刚
星辰大海的应助被诚心铃铛采纳,获得10
刚刚
乐乐的应助被佼佼者采纳,获得10
刚刚
刚刚
芙芙完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
JW完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
彭于晏发布了新的文献求助10
2秒前
怡然的扬完成签到,获得积分10
2秒前
invisight的应助被HarrisonChan采纳,获得10
2秒前
万能图书馆的应助被爱笑圆圆采纳,获得10
3秒前
暴躁的惜筠完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
无私绿兰完成签到 ,获得积分10
4秒前
Youss044发布了新的文献求助10
4秒前
vary完成签到,获得积分10
4秒前
chemistry606完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
我是老大的应助被Abner采纳,获得30
5秒前
6秒前
keyan完成签到 ,获得积分10
6秒前
1am33in发布了新的文献求助10
7秒前
cc发布了新的文献求助10
7秒前
JW发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
散装洋芋发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
小马甲的应助被想睡个好觉采纳,获得10
9秒前
9秒前
小马甲的应助被高天雨采纳,获得10
9秒前
Akim的应助被大力哈密瓜采纳,获得10
9秒前
9秒前
Livia的应助被coozrasimon采纳,获得50
10秒前
10秒前
cc发布了新的文献求助10
10秒前
星辰大海的应助被大智若愚啊采纳,获得10
11秒前
赵兴宇发布了新的文献求助10
11秒前
11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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1000
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7907883
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9411691
关于积分的说明 20894534
捐赠科研通 7508132
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3362023
关于科研通互助平台的介绍 2499918
邀请新用户注册赠送积分活动 2392248