Graphitic Carbon Nitride Sheet Supported Single-Atom Metal-Free Photocatalyst for Oxygen Reduction Reaction: A First-Principles Analysis

掺杂剂 石墨氮化碳 光催化 电子转移 材料科学 电化学 碳纤维 金属 兴奋剂 纳米技术 化学工程 光化学 化学 催化作用 光电子学 电极 物理化学 有机化学 复合材料 工程类 冶金 复合数
作者
Prodyut Roy,Anup Pramanik,Pranab Sarkar
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:12 (11): 2788-2795 被引量:68
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.1c00421
摘要

Designing metal-free photocatalysts for oxygen reduction reaction (ORR) is an important step toward the development of sustainable and alternative energy resources because ORR plays a key role in fuel cell reactions. An efficient photocatalyst for ORR must possess suitable band positions with respect to electrochemical potentials of ORR, minimize energy losses due to charge transport and electron-hole recombination, and have kinetically suitable electron transfer properties. Using first-principles theoretical studies, we herein demonstrate that a single Si atom doped on the alternative pores of the porous graphitic carbon nitride (g-C6N6) surface has satisfied the above criteria and has the potential to be an efficient photocatalyst for ORR. Our study reveals that molecular oxygen, chemisorbed on the dopant atom of the doped surface via an end-on fashion, is activated and readily reduced with a very low onset potential (-0.07 V) via a four-electron transfer pathway. Thus, the doped system can act as an efficient metal-free photocathode in fuel cells.
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
刚刚
打打应助HXY采纳,获得10
2秒前
2秒前
自然友菱完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
zane完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
wenqiu发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
清仔发布了新的文献求助10
5秒前
机灵幻天发布了新的文献求助10
6秒前
余白薇完成签到,获得积分10
7秒前
三花大户完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
钱都来发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
共享精神应助arrebol采纳,获得10
9秒前
Yuanzhi完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.4应助blizzard采纳,获得10
10秒前
青柏完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
马里奥发布了新的文献求助10
10秒前
辛勤的囧发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
深情安青应助羊村懒羊羊采纳,获得30
12秒前
情怀应助艾扎克采纳,获得10
12秒前
12秒前
秋雨梧桐完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
有机物发布了新的文献求助10
13秒前
小丁发布了新的文献求助30
13秒前
三花大户发布了新的文献求助10
13秒前
文静的诗翠完成签到,获得积分10
13秒前
zhoudada发布了新的文献求助10
13秒前
星辰大海应助Ti采纳,获得10
14秒前
HanHan完成签到,获得积分10
14秒前
吹散酒酿微甜完成签到,获得积分20
14秒前
上官若男应助潇洒画笔采纳,获得10
14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
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7758304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9304409
关于积分的说明 20280319
捐赠科研通 7342020
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3312163
关于科研通互助平台的介绍 2462795
邀请新用户注册赠送积分活动 2326004