Ultra-high-density double-atom catalyst with spin moment as activity descriptor for oxygen reduction reaction

催化作用 Atom(片上系统) 金属 限制 化学 热的 限制电流 纳米技术 材料科学 电化学 组合化学 物理化学 电极 物理 计算机科学 热力学 有机化学 机械工程 嵌入式系统 工程类
作者
Ping Lv,Wenjing Lv,Donghai Wu,Gang Tang,Xun-Wang Yan,Zhansheng Lu,Dongwei Ma
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2305.02620
摘要

One of the great challenges facing atomically dispersed catalysts, including single-atom catalyst (SAC) and double-atom catalyst (DAC) is their ultra-low metal loading (typically less than 5 wt%), basically limiting the practical catalytic application, such as oxygen reduction reaction (ORR) crucial to hydrogen fuel cell and metal-air battery. Although some important progresses have been achieved on ultra-high-density (UHD) SACs, the reports on UHD-DACs with stable uniform dispersion is still lacking. Herein, based on the experimentally synthesized M2N6 motif (M = Sc-Zn), we theoretically demonstrated the existence of the UHD-DACs with the metal loading > 40 wt%, which were confirmed by systematic analysis of dynamic, thermal, mechanical, thermodynamic, and electrochemical stabilities. Furthermore, ORR activities of the UHD-DACs are comparable with or even better than those of the experimentally synthesized low-density (LD) counterparts, and the Fe2N6 and Co2N6 UHD-DACs locate at the peak of the activity volcano with ultra-low overpotentials of 0.31 and 0.33 V, respectively. Finally, spin magnetic moment of active center is found to be a catalytic descriptor for ORR on the DACs. Our work will stimulate the experimental exploration of the ultra-high-density DACs and provides the novel insight into the relationship between ORR activity of the DACs and their spin states.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
3秒前
星辰大海应助阿琳采纳,获得10
4秒前
Yana1311完成签到,获得积分10
4秒前
杏仁小饼干完成签到,获得积分10
5秒前
kdqiu完成签到,获得积分10
6秒前
9秒前
dajieba发布了新的文献求助10
10秒前
pv2000完成签到 ,获得积分10
11秒前
sars518应助在南方看北方采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
爱笑的呵呵先生完成签到,获得积分10
14秒前
已忘的人完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
wjx发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
wawa发布了新的文献求助10
17秒前
SI完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
研友_ng9Mg8发布了新的文献求助10
19秒前
DDONG826发布了新的文献求助10
20秒前
ding应助xiaojingyang0802采纳,获得10
20秒前
21秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
gloval应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
不安青牛应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
冰红茶发布了新的文献求助10
22秒前
开朗灵雁完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
小二郎应助含含含采纳,获得10
27秒前
28秒前
无限的数据线完成签到,获得积分20
28秒前
香辣鸡腿堡完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2421038
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2111118
关于积分的说明 5342911
捐赠科研通 1838498
什么是DOI,文献DOI怎么找? 915339
版权声明 561154
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 489476