清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

From Dopant Periodicity to Asymmetric Sites: Steering C─C Coupling in Single‐Atom Alloy Catalysts for Electrochemical CO 2 Reduction

作者
Tianwei He,Rongxing Sun,Ran Shi,Xinqi Chen,Tong Zhou,Yun Han,Feng Liu,Hao Cui,Haobo Li,Qingju Liu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202520426
摘要

Abstract The electrochemical reduction of CO 2 into multicarbon (C 2⁺ ) products is a promising strategy for producing sustainable fuels and chemicals, but conventional Cu catalysts suffer from poor selectivity and limited efficiency. Single‐atom alloys (SAAs), in which isolated dopants are incorporated into a Cu host, offer an atomic‐scale platform to modulate surface chemistry. Here we report a systematic theoretical investigation of 29 Cu‐based SAAs, combining grand‐canonical density functional theory, surface Pourbaix diagrams, and constant‐potential ab initio molecular dynamics with explicit solvation. We uncover a general non‐monotonic periodic trend in adsorbate binding strength—strong → weak → strong—arising from dopant‐induced perturbations of the Cu electronic structure. This universal trend provides a guiding principle: asymmetric active sites, formed by the coexistence of strong‐ and weak‐binding motifs, enable more favorable *CO–*CO coupling and thereby enhance selectivity toward C 2⁺ products. Importantly, we identify net electron transfer from dopant to host as an effective and easily computable descriptor for rapidly screening SAA candidates with low C─C coupling barriers. Guided by this framework, we highlight ScCu, VCu, ZrCu, NbCu, and TaCu as promising SAAs, exhibiting suppressed hydrogen evolution, electrochemical robustness, and efficient C─C bond formation. In particular, NbCu(111) displays a low C─C coupling barrier of 0.87 eV and a thermodynamically viable pathway to ethanol, confirmed under realistic electrolyte conditions. These findings establish atomic‐scale asymmetry as a general design paradigm for advancing SAAs catalysts in CO 2 electroreduction.
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
Ma完成签到 ,获得积分10
5秒前
ChatGPT完成签到,获得积分10
13秒前
无限的画板完成签到 ,获得积分10
15秒前
予秋发布了新的文献求助10
50秒前
汉堡包应助精明纸鹤采纳,获得10
55秒前
Vintoe完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
黄乐丹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ZXneuro完成签到,获得积分10
1分钟前
精明纸鹤发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
孙文远完成签到,获得积分10
1分钟前
loii举报yangyangyang求助涉嫌违规
1分钟前
2分钟前
深情安青应助Jerry采纳,获得10
2分钟前
vitamin完成签到 ,获得积分0
2分钟前
房天川完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Jerry完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
3分钟前
懒洋洋发布了新的文献求助10
3分钟前
蓝胖子完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Jerry发布了新的文献求助10
3分钟前
YZY完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Wang完成签到 ,获得积分20
3分钟前
懒洋洋完成签到 ,获得积分10
4分钟前
汉堡包应助懒洋洋采纳,获得10
4分钟前
woxinyouyou完成签到,获得积分0
4分钟前
风中星月完成签到 ,获得积分10
4分钟前
wendybest完成签到 ,获得积分10
4分钟前
loii给大西瓜的求助进行了留言
4分钟前
allrubbish完成签到,获得积分10
5分钟前
司白奎完成签到 ,获得积分10
5分钟前
司白奎完成签到 ,获得积分10
5分钟前
白白完成签到,获得积分10
5分钟前
wayne完成签到 ,获得积分10
5分钟前
DR_MING完成签到,获得积分10
5分钟前
ChencanFang完成签到,获得积分10
6分钟前
蜗牛完成签到 ,获得积分10
6分钟前
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
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6436648
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8251008
关于积分的说明 17551342
捐赠科研通 5494952
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898207
邀请新用户注册赠送积分活动 1874890
关于科研通互助平台的介绍 1716139