Computational Study of the Curvature-Promoted Anchoring of Transition Metals for Water Splitting

过电位 过渡金属 催化作用 分解水 化学吸附 材料科学 氢 化学物理 析氧 单层 吸附 吉布斯自由能 曲率 化学工程 纳米技术 化学 物理化学 热力学 几何学 物理 生物化学 有机化学 电极 光催化 工程类 电化学 数学
作者
Weiwei Liu,Youchao Kong,Bo Wang,Xiaoshuang Li,Pengfei Liu,Alain R. Puente Santiago,Tianwei He
出处
期刊:Nanomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:11 (12): 3173-3173 被引量:8
标识
DOI:10.3390/nano11123173
摘要

Generating clean and sustainable hydrogen from water splitting processes represent a practical alternative to solve the energy crisis. Ultrathin two-dimensional materials exhibit attractive properties as catalysts for hydrogen production owing to their large surface-to-volume ratios and effective chemisorption sites. However, the catalytically inactive surfaces of the transition metal dichalcogenides (TMD) possess merely small areas of active chemical sites on the edge, thus decreasing their possibilities for practical applications. Here, we propose a new class of out-of-plane deformed TMD (cTMD) monolayer to anchor transition metal atoms for the activation of the inert surface. The calculated adsorption energy of metals (e.g., Pt) on curved MoS2 (cMoS2) can be greatly decreased by 72% via adding external compressions, compared to the basal plane. The enlarged diffusion barrier energy indicates that cMoS2 with an enhanced fixation of metals could be a potential candidate as a single atom catalyst (SAC). We made a well-rounded assessment of the hydrogen evolution reaction (HER) and the oxygen evolution reaction (OER), which are two key processes in water splitting. The optimized Gibbs free energy of 0.02 for HER and low overpotential of 0.40 V for OER can be achieved when the proper compression and supported metals are selected. Our computational results provide inspiration and guidance towards the experimental design of TMD-based SACs.
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
mmyhn的应助被公子浅言采纳,获得20
2秒前
搜集达人的应助被落寞的又菡采纳,获得10
2秒前
小王发布了新的文献求助10
2秒前
echo完成签到,获得积分10
3秒前
LTT发布了新的文献求助10
4秒前
苏源智发布了新的文献求助10
4秒前
脑洞疼的应助被Maggie采纳,获得10
5秒前
Lucas的应助被达尔杜弗采纳,获得10
5秒前
5秒前
哭泣的丝发布了新的文献求助20
6秒前
可爱的函函的应助被文小杰采纳,获得10
6秒前
辰月风完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
冬冬不是发布了新的文献求助10
9秒前
躺平青年阿俊完成签到,获得积分10
10秒前
LikeTheFeng完成签到,获得积分10
10秒前
DOC_XIONG的应助被YSK819采纳,获得10
11秒前
12秒前
gaogao发布了新的文献求助10
13秒前
LikeTheFeng发布了新的文献求助10
13秒前
梁依关注了科研通微信公众号
14秒前
14秒前
15秒前
充电宝的应助被大糖糕僧采纳,获得10
16秒前
zz发布了新的文献求助10
16秒前
拉塞尔....完成签到,获得积分10
17秒前
香蕉觅云的应助被King采纳,获得10
17秒前
苏源智完成签到,获得积分10
17秒前
DW的应助被Remember采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
小王完成签到,获得积分10
18秒前
过客发布了新的文献求助10
19秒前
masterwill完成签到,获得积分10
19秒前
22秒前
斯文败类的应助被无敌喷火龙采纳,获得10
22秒前
kbyang发布了新的文献求助10
23秒前
林遇发布了新的文献求助10
25秒前
wy.he举报waiho的求助涉嫌违规
26秒前
糕糕发布了新的文献求助10
27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
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre (2012-09-10) 666
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 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7889085
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9400694
关于积分的说明 20841730
捐赠科研通 7491827
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3357370
关于科研通互助平台的介绍 2495967
邀请新用户注册赠送积分活动 2385693