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!

Dipole-Field Interactions Determine the CO 2 Reduction Activity of 2D Fe–N–C Single-Atom Catalysts

催化作用 电化学 还原(数学) 化学 领域(数学) Atom(片上系统) 氧还原反应 计算化学 物理化学 材料科学 电极 有机化学 纯数学 几何学 数学 计算机科学 嵌入式系统
作者
Sudarshan Vijay,Joseph A. Gauthier,Hendrik H. Heenen,Vanessa J. Bukas,Henrik H. Kristoffersen,Karen Chan
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:10 (14): 7826-7835 被引量:152
标识
DOI:10.1021/acscatal.0c01375
摘要

Iron–nitrogen-doped graphene (FeNC) has emerged as an exciting earth-abundant catalyst for electrochemical CO2 reduction (CO2R). However, standard theoretical approaches based on density functional theory (DFT) suggest complete poisoning of the active sites and are unable to rationalize the experimentally observed dramatic pH dependence and Tafel slopes, which have a critical impact on the electrocatalytic activity. In this work, we overcome these challenges through a rigorous theoretical investigation of FeNC single-atom catalysts using a combination of several state-of-the-art methods: hybrid functionals, continuum solvation, and potential-dependent electrochemical reaction energetics. Our model shows dipole-field interactions in CO2 adsorption to determine the overall activity, which resolves the contentious origin of experimentally observed pH dependence and rationalizes differences in activity and Tafel slopes among different samples in experimental work. A critical conclusion of our study is that single-atom catalysts can be tuned for electrocatalytic activity not only through the traditionally considered binding energies but also through the corresponding surface dipole moment of rate-determining surface intermediates. Our presented methodology paves the way for accurate mechanistic studies as well as the computational catalyst design of general single-atom 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
英姑应助深情的迎海采纳,获得10
1秒前
Allowsany完成签到,获得积分10
3秒前
cdercder应助徐111采纳,获得10
6秒前
王富贵完成签到,获得积分10
7秒前
Aurora完成签到 ,获得积分10
9秒前
在水一方应助yuan采纳,获得10
12秒前
CodeCraft应助Harssi采纳,获得10
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
15秒前
风趣的飞荷完成签到,获得积分10
15秒前
Ryan_Lau发布了新的文献求助30
17秒前
18秒前
AllRightReserved应助七里香采纳,获得10
20秒前
费边完成签到,获得积分20
22秒前
22秒前
axhee发布了新的文献求助10
23秒前
26秒前
叶子完成签到,获得积分10
30秒前
笑而不语完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
GHJ完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
谢成勇发布了新的文献求助10
35秒前
1024完成签到 ,获得积分10
37秒前
暖暖完成签到 ,获得积分10
38秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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 Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
The Immune System (Fifth Edition) 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 6569236
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8348513
关于积分的说明 17886189
捐赠科研通 5697028
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2944430
邀请新用户注册赠送积分活动 1920307
关于科研通互助平台的介绍 1796944