Efficient hydrogen evolution reaction due to topological polarization

离子键合 物理 布里渊区 极化(电化学) 动能 氢原子 原子物理学 结晶学 共价键 拓扑(电路) 材料科学 凝聚态物理 物理化学 量子力学 化学 离子 组合数学 数学 群(周期表)
作者
Ming‐Chun Jiang,Guang‐Yu Guo,Motoaki Hirayama,Tonghua Yu,Takuya Nomoto,Ryotaro Arita
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:106 (16) 被引量:14
标识
DOI:10.1103/physrevb.106.165120
摘要

Materials carrying topological surface states (TSS) provide a fascinating\nplatform for the hydrogen evolution reaction (HER). Based on systematic\nfirst-principles calculations for $A_3 B$ ($A$ = Ni, Pd, Pt; $B$ = Si, Ge, Sn),\nwe propose that topological electric polarization characterized by the Zak\nphase can be crucial to designing efficient catalysts for the HER. For $A_3 B$,\nwe show that the Zak phase takes a nontrivial value of $\\pi$ in the whole (111)\nprojected Brillouin zone, which causes quantized electric polarization charge\nat the surface. There, depending on the adsorption sites, the hydrogen (H) atom\nhybridizes with the TSS rather than with the bulk states. When the\nhybridization has an intermediate character between the covalent and ionic\nbond, the H states are localized in the energy spectrum, and the change in the\nGibbs free energy ($\\Delta G$) due to the H adsorption becomes small. Namely,\nthe interaction between the H states and the substrate becomes considerably\nweak, which is a highly favorable situation for the HER. Notably, we show that\n$\\Delta G$ for Pt$_3$Sn and Pd$_3$Sn are just -0.066 and -0.092 eV,\nrespectively, which are almost half of the value of Pt.\n
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
8R60d8应助朴素凝冬采纳,获得10
刚刚
白蓝鸟完成签到,获得积分10
刚刚
SciGPT应助无敌暴龙学神采纳,获得10
1秒前
陈凯鸿发布了新的文献求助10
1秒前
困了发布了新的文献求助10
1秒前
深情的白柏完成签到 ,获得积分20
1秒前
沉默是金发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
牧青发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.4应助111采纳,获得10
2秒前
南庭完成签到,获得积分0
2秒前
科研通AI6.4应助senfy007采纳,获得10
3秒前
充电宝应助HKK采纳,获得10
3秒前
内向忆南完成签到,获得积分10
3秒前
dolla完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
烟花应助感动羊采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
华仔应助陈凯鸿采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
wyk完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
arsinagarcc完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
SciGPT应助xun采纳,获得10
8秒前
邱邱鱼发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
11完成签到,获得积分10
9秒前
李爱国应助Ethelice采纳,获得10
9秒前
12秒前
12秒前
完美世界应助高挑的灵竹采纳,获得10
13秒前
欣喜的缘分完成签到,获得积分10
13秒前
Jack完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
13秒前
唐唐发布了新的文献求助10
14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
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Physiologic specialization in Peronospora manshurica 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7777088
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318254
关于积分的说明 20363169
捐赠科研通 7364154
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3318840
关于科研通互助平台的介绍 2466494
邀请新用户注册赠送积分活动 2334061