已入深夜,您辛苦了!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,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Ab initio study of graphitic-N and pyridinic-N doped graphene for catalytic oxygen reduction reactions

石墨烯 掺杂剂 化学 催化作用 兴奋剂 密度泛函理论 结合能 电子转移 纳米技术 无机化学 计算化学 光化学 材料科学 有机化学 原子物理学 物理 光电子学
作者
Han Wu,Patrick H.‐L. Sit
出处
期刊:Computational and Theoretical Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:1201: 113292-113292 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.comptc.2021.113292
摘要

The nitrogen doped graphene has been reported to exhibit good catalytic activity for the oxygen reduction reaction (ORR) and to be a promising material to replace the use of platinum as the ORR catalyst in fuel cell application. Yet, the roles of the different doping types, e.g. the pyridinic-N and graphitic-N dopants, in mediating the ORR are still controversial. Such understanding is of great importance for the development of highly active ORR catalysts. In this work, we perform density functional theory (DFT) study of the ORR processes on the pyridinic-N and graphitic-N doped graphene. In the study of the doped graphene quantum dots, we found that the binding strength of O2 on the graphene correlates closely with electron donation from the graphene to the O2. The presence of the graphitic-N dopants is found to facilitate the O2 binding, and thus the ORR reaction, as each graphitic-N dopant introduces one extra electron to the graphene. We then extend our study to the graphitic-N doped extended graphene to examine the effects of the dopant percentage on the ORR process. As the graphitic-N dopant percentage increases, the difference between the energy of the lowest spin state and the energy of the second lowest spin state decreases, which favors the transfer of electrons to the O2 and thus the binding. On the other hand, according to the energy profiles of the ORR reaction, the ORR processes could stop at the unfavorable reduction of *O to *OH on the extended graphene. However, after the binding of a second O2, we identify two possible ORR pathways. One of them is the continued reduction of the *O in the presence of the newly adsorbed *O2. The other one involves the reduction of the newly adsorbed *O2 in the presence of the *O. Our findings contribute to the understanding of ORR processes on N-doped graphene and would help to the development of efficient ORR catalysts.
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
倾花酒完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
zx完成签到 ,获得积分10
2秒前
李仔仔完成签到 ,获得积分10
3秒前
NNNNdj发布了新的文献求助10
4秒前
一个网民完成签到 ,获得积分10
4秒前
俭朴山灵完成签到 ,获得积分0
5秒前
su发布了新的文献求助10
5秒前
73呀完成签到 ,获得积分10
7秒前
唠叨的唠叨虫完成签到,获得积分10
7秒前
大大卷完成签到,获得积分10
8秒前
123完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
呆萌保温杯完成签到,获得积分10
9秒前
和璨完成签到,获得积分10
10秒前
善良的樱完成签到 ,获得积分10
11秒前
加油吖完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
优秀的梦旋给优秀的梦旋的求助进行了留言
16秒前
唐培根发布了新的文献求助30
16秒前
辅助但上分完成签到,获得积分20
17秒前
敬业乐群完成签到,获得积分10
18秒前
tongluobing完成签到,获得积分10
19秒前
make217发布了新的文献求助30
19秒前
草珊瑚发布了新的文献求助10
19秒前
华北临时工完成签到,获得积分10
19秒前
思源的应助被ccccc采纳,获得10
20秒前
21秒前
22秒前
23秒前
所所的应助被温暖的寄容采纳,获得10
23秒前
tammy发布了新的文献求助10
26秒前
alex发布了新的文献求助10
26秒前
优秀的梦旋完成签到,获得积分10
27秒前
腻腻大王完成签到,获得积分10
28秒前
33秒前
缓慢凛完成签到,获得积分10
33秒前
Kiven完成签到,获得积分10
33秒前
Nole的应助被chen采纳,获得10
34秒前
Nole的应助被chen采纳,获得10
34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
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
Les Mots du discours 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8097178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9507791
关于积分的说明 21462660
捐赠科研通 7671245
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3406957
关于科研通互助平台的介绍 2534835
邀请新用户注册赠送积分活动 2446379