通过过渡金属原子兴奋剂和γ-GeSe的应变工程来提高CO2电还原性能:一项第一原则研究
Yu-Wang Sun1, Lei Liu2, Jing-Yao Liu1
1Institute of Theoretical Chemistry, College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130023, China. ljy121@jlu.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|January 12, 2024
概括
为减少二氧化碳 (CO2RR) 开发高效的电催化剂至关重要. 本研究确定了基于过渡金属合的γ-GeSe (TM@γ-GeSe) 的稳定单原子催化剂 (SAC),其中Rh和Pd显示出高活性和对CO2RR的选择性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 电催化二氧化碳减排 (CO2RR) 对可持续能源至关重要,但开发稳定,活跃和选择性的催化剂仍然具有挑战性.
- 单原子催化剂 (SAC) 提供高原子利用效率,使它们对CO2RR.R.具有前景.
- 与过渡金属 (TM@γ-GeSe) 合的单层γ-GeSe被探索为CO2RR的潜在SAC.
研究的目的:
- 研究TM@γ-GeSe对电催化CO2RR的潜力.
- 为了确定具有高活性和选择性的稳定的TM@γ-GeSe SAC.
- 了解应变工程对催化性能和选择性的影响.
主要方法:
- 使用理论计算对26个TM@γ-GeSe SAC进行系统设计和选.
- 对CO2RR通路的机械研究.
- 应变工程的应用和工作功能作为一个描述符.
主要成果:
- 确定了四种稳定的TM@γ-GeSe SACs (TM=Rh,Pd,Pt,Au).他们发现了四种稳定的TM@γ-GeSe SACs (TM=Rh,Pd,Pt,Au).
- Rh@γ-GeSe和Pd@γ-GeSe表现出异常的CO2RR活性,限制电位分别为-0.26V和-0.35V.
- Pd@γ-GeSe对酸生产具有很高的选择性. 拉伸性菌株增强了Rh@γ-GeSe的酸选择性,而压缩性菌株则有利于的进化.
结论:
- TM@γ-GeSe SACs,特别是Rh和Pd,显示出电催化CO2RR的显著潜力.
- 应变工程提供了一个可行的策略来调整催化活性和产品选择性.
- 这项理论研究为设计CO2RR的高级γ-GeSe基催化剂提供了洞察力.
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