Screening of transition metal-based MOF as highly efficient bifunctional electrocatalysts for oxygen reduction and oxygen evolution

双功能 氧还原 材料科学 析氧 氧气 过渡金属 氧还原反应 电催化剂 金属 化学工程 纳米技术 无机化学 组合化学 催化作用 冶金 电化学 电极 物理化学 化学 有机化学 工程类
作者
Xin Chen,Yahui Li,Xiuyun Zhao
出处
期刊:Surfaces and Interfaces [Elsevier]
卷期号:38: 102821-102821 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.surfin.2023.102821
摘要

Designing efficient oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts is momentous for energy storage and conversion, as well as sustainable development. Herein, based on the recent prepared of two novel two-dimensional MOF materials, namely Ni–2D–SA and Ni–O–2D–SA, the replacement of Ni atoms in these two MOFs with 3d, 4d, and 5d transition metals is comprehensively investigated using density functional theory methods to screen out electrocatalysts with high bifunctional activity and stability for ORR and OER. Stability analysis indicates that some catalysts are thermodynamically and electrochemically stable. By calculating the overpotentials (ηORR and ηOER) and potential gap (∆E), it is found that Ir–2D–SA and Co–O–2D–SA possess the smallest ∆E values with 0.61 V (ηORR = 0.28 V, ηOER = 0.33 V) and 0.53 V (ηORR = 0.29 V, ηOER = 0.24 V), respectively, which are expected to be the most promising bifunctional electrocatalysts. The descriptor φ2 has proven that the binding strength for reaction intermediates is limited to active metal and environment around the active metal. Finally, all excellent catalysts have good resistance to poisoning. This work provides theoretical guidance for preparing efficient ORR and OER electrocatalysts.
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
1秒前
我不吃完成签到,获得积分10
2秒前
羊1U发布了新的文献求助10
2秒前
wujiajun发布了新的文献求助10
4秒前
爆米花应助啦啦采纳,获得10
5秒前
11秒前
斯文败类应助Jacky采纳,获得10
13秒前
hug完成签到,获得积分10
14秒前
122发布了新的文献求助10
16秒前
情怀应助Azddz采纳,获得10
19秒前
22秒前
25秒前
27秒前
28秒前
31秒前
烂漫鸿发布了新的文献求助10
32秒前
Jacky发布了新的文献求助10
32秒前
Azddz发布了新的文献求助10
32秒前
husi完成签到,获得积分10
35秒前
37秒前
husi发布了新的文献求助10
37秒前
烂漫鸿完成签到,获得积分10
41秒前
43秒前
helpme完成签到,获得积分10
44秒前
啦啦发布了新的文献求助10
48秒前
在水一方应助洛丶采纳,获得10
49秒前
wujiajun完成签到,获得积分10
50秒前
52秒前
53秒前
kumo完成签到 ,获得积分10
54秒前
虚拟的睫毛关注了科研通微信公众号
56秒前
机智的乌发布了新的文献求助10
57秒前
多潘立酮应助Hehehe采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
lwh104完成签到,获得积分10
1分钟前
洛丶发布了新的文献求助10
1分钟前
Hui完成签到 ,获得积分10
1分钟前
给钱谢谢完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Jacky完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
Glossary of Geology 400
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 2474736
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2139703
关于积分的说明 5452834
捐赠科研通 1863347
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926369
版权声明 562840
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495538