亲爱的研友该休息了!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!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Simultaneously Achieving High Activity and Selectivity toward Two-Electron O2 Electroreduction: The Power of Single-Atom Catalysts

过电位 催化作用 选择性 化学 Atom(片上系统) 密度泛函理论 过氧化氢 组合化学 电子转移 电化学 光化学 计算化学 物理化学 有机化学 计算机科学 嵌入式系统 电极
作者
Xiangyu Guo,Shiru Lin,Jinxing Gu,Shengli Zhang,Zhongfang Chen,Shiping Huang
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:9 (12): 11042-11054 被引量:555
标识
DOI:10.1021/acscatal.9b02778
摘要

On-site production of hydrogen peroxide (H2O2) using electrochemical methods could be more efficient than the current industrial process. However, due to the existence of scaling relations for the adsorption of reaction intermediates, there is a long established trade-off between the activity and selectivity of the catalysts, as the enhancement of catalytic activity is typically accompanied by a four-electron O2 reduction reaction (ORR), leading to the reduced selectivity for the H2O2 production. Herein, by means of density functional theory (DFT) computations, we reported the feasibility of several classes of important and representative experimentally achievable single-atom catalysts (SACs) toward two-electron ORR, paying attention to their stability, selectivity, and activity at the acidic medium. Starting from 210 two-dimensional (2D) SACs, we demonstrated that 31 SACs have the potential to break the metal-based scaling relations and simultaneously achieve high activity and selectivity toward H2O2 production and screened out 7 SACs with higher activity than the PtHg4 in acidic media. Especially, a noble metal-free SAC, namely, a single Zn atom centered phthalocyanine (Zn@Pc-N4), has a remarkable activity improvement with a small overpotential of 0.15 V. Moreover, using multivariable analysis and machine-learning techniques, we provided a comprehensive understanding of the underlying origin of the selectivity and activity of SACs and unveiled the intrinsic correlations between structure and catalytic performance. This work may pave a way to the design and discovery of more promising materials for H2O2 production.
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
qqqq发布了新的文献求助10
10秒前
14秒前
dudu发布了新的文献求助10
18秒前
今后应助dudu采纳,获得10
32秒前
靤君发布了新的文献求助30
41秒前
认真的幻姬完成签到,获得积分10
45秒前
qqqq完成签到,获得积分10
47秒前
50秒前
oscarpaniz发布了新的文献求助10
53秒前
丰富的灭绝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
21完成签到,获得积分10
1分钟前
GIA完成签到,获得积分10
1分钟前
靤君发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Tracy发布了新的文献求助10
1分钟前
Owen应助顾建瑜采纳,获得10
1分钟前
lizishu应助Tracy采纳,获得10
1分钟前
靤君发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
pete发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
靤君发布了新的文献求助30
2分钟前
qzliyulin发布了新的文献求助10
2分钟前
华仔应助mmm采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
Sajid发布了新的文献求助30
2分钟前
靤君发布了新的文献求助30
2分钟前
科研通AI6.3应助了无采纳,获得10
2分钟前
Sajid完成签到,获得积分10
2分钟前
3分钟前
靤君发布了新的文献求助30
3分钟前
mmm发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
orixero应助qzliyulin采纳,获得10
3分钟前
了无发布了新的文献求助10
3分钟前
Suraim完成签到,获得积分10
3分钟前
香蕉觅云应助科研启动采纳,获得10
3分钟前
Owen应助了无采纳,获得10
3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
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 6440828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254672
关于积分的说明 17571854
捐赠科研通 5499096
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900088
邀请新用户注册赠送积分活动 1876646
关于科研通互助平台的介绍 1716916