通过在碳纳米管中引入TMN (x = 3 和 4) 单位形成的新单原子催化剂中实现高OER活性,使用高通量计算
Xia Yang1, Guangtao Yu1, Wei Chen1,2,3
1Engineering Research Center of Industrial Biocatalysis, Fujian Provincial Key Laboratory of Advanced Materials Oriented Chemical Engineering, Fujian-Taiwan Science and Technology Cooperation Base of Biomedical Materials and Tissue Engineering, College of Chemistry and Materials Science, Fujian Normal University, Fuzhou, 350007, China. yugt@fjnu.edu.cn.
Nanoscale
|December 7, 2023
概括
使用密度函数理论发现了氧化演化反应 (OER) 的高效电催化剂. 这些以碳纳米管为基础的系统显示出通过水分解生产的优秀OER活性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 高效的电催化剂对于通过水分离产生气至关重要.
- 氧进化反应 (OER) 是水分裂的一个关键瓶.
研究的目的:
- 研究一维碳纳米管 (CNT) 系统的OER催化活性.
- 为选高效的OER电催化剂的过渡金属 (TMs).
主要方法:
- 使用了高通量密度函数理论 (DFT) 的计算.
- 研究了一系列与CNT集成的TMN4或TMN3功能单元.
主要成果:
- 八个TMNx@CNT系统表现出极好的OER活动,超电位低 (0.29-0.51V).
- 在Co,Rh,Ir,Ti,Fe和Ru原子上确定了活性位点.
- 对于具有Ti,Fe和Ru的TMN3@CNT,观察到一种涉及预吸附的独特的催化机制.
结论:
- 新型TMNx@CNT系统展示了作为低成本,高性能OER电催化剂的潜力.
- 这些发现为设计用于水分裂的先进单原子电催化剂提供了一条途径.


