High-performance screening of carbon-nitride single-atom catalysts for oxygen electrode reaction in rechargeable metal–air batteries

过电位 双功能 催化作用 析氧 化学 氮化物 无机化学 氧气 金属 过渡金属 碳纤维 氮化碳 电极 材料科学 电化学 物理化学 有机化学 复合材料 图层(电子) 光催化 复合数
作者
Yahui Li,Yingjie Feng,Desheng Zheng,Xiuyun Zhao,Yue Zhou,Xiaoyue Fu,Xin Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:476: 146753-146753 被引量:27
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.146753
摘要

The sluggish kinetics of the oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER), which are the oxygen electrode reactions, impede further advancements in metal–air batteries technology. The main objective is to investigate the bifunctional catalytic activity of the VIIB, VIII, IB, and IIB groups transition metals doped carbon-nitride material (C9N4, C10N9, C13N3, C14N12, and C19N3) as bifunctional electrocatalysts for oxygen electrode reaction in metal–air batteries by density functional theory methods in this paper. C9N4, C13N3, and C19N3 are better doping substrates than C10N9 and C14N12 for all transition metals. For ORR, Co-C9N4, Cu-C13N3, Rh-C13N3, Co-C19N3, Ni-C19N3, and Cu-C19N3 exhibit the overpotential values of 0.36, 0.37, 0.40, 0.47, 0.48, and 0.48 V, respectively. These values are comparable to or even better those of Pt(1 1 1), indicating their exceptional ORR catalytic activity. For OER, Rh-C9N4, Pt-C9N4, Co-C13N3, Rh-C13N3, and Ni-C19N3 possess the overpotential values of 0.42, 0.40, 0.40, 0.33, and 0.41 V, respectively, showcasing a remarkable similarity to that of RuO2(1 1 0). Rh-C13N3 exhibits superior bifunctional catalytic activity (Bifunctional Index = 0.73 V). This study offers essential theoretical guidance for the utilization of carbon-nitride single-atom catalysts as bifunctional electrocatalysts in the oxygen electrode reaction of rechargeable metal-air batteries.

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
黑悦完成签到,获得积分10
刚刚
SuiWu应助april采纳,获得30
2秒前
2秒前
2秒前
Andy完成签到,获得积分10
2秒前
kilig发布了新的文献求助10
2秒前
ZOE发布了新的文献求助10
2秒前
cong666完成签到,获得积分10
3秒前
温窈瑶发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
chilin完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
华仔应助琳666采纳,获得10
6秒前
6秒前
vali完成签到,获得积分10
6秒前
emmaguo713发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
lizhen发布了新的文献求助10
9秒前
Chw发布了新的文献求助10
10秒前
Lee发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
犯困的泡泡糖完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
爱吃的月半猫完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
何时完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
ss完成签到,获得积分20
14秒前
安详怀蕾发布了新的文献求助10
15秒前
5568完成签到 ,获得积分10
15秒前
yt发布了新的文献求助10
17秒前
科研通AI6.1应助受伤雅琴采纳,获得10
17秒前
18秒前
领导范儿应助ZOE采纳,获得10
18秒前
我最棒发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 500
GMP in Practice: Regulatory Expectations for the Pharmaceutical Industry 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 6297688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8114769
关于积分的说明 16986773
捐赠科研通 5359214
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2847256
邀请新用户注册赠送积分活动 1824488
关于科研通互助平台的介绍 1679225