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(纯计算)爱沙尼亚塔尔图大学ACS Energy Lett.: 双原子位点氧电催化的表面曲率效应

时间：2023-02-19 来源： 浏览：

(纯计算)爱沙尼亚塔尔图大学ACS Energy Lett.: 双原子位点氧电催化的表面曲率效应

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2023年2月7日，ACS Energy Lett.在线发表了爱沙尼亚塔尔图大学Nadezda Kongi课题组的研究论文，题目为《Surface Curvature Effect on Dual-Atom Site Oxygen Electrocatalysis》。

改进氧电催化技术对于日益增长的能源需求至关重要。金属-氮-碳(M-N-C)材料是很有前途的催化剂 候选材料 。 它们的活性可以通过改变电子和几何性质来调节 ， 例如孔隙度 。由于孔隙度建模的困难，具有可变表面曲率的M-N-Cs在很大程度上仍未被探索。在此研究中，作者 建立了一个孔内双原子位点M-N-C模型 ，并应用密度泛函理论(DFT)研究了表面曲率对氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的影响。研究表明， 曲面弯曲既影响尺度关系，也影响能量势垒 。因此，研究预测调节表面曲率可以提高单功能和双功能氧电催化的催化活性。

图1 M-N-C模型发展的时间线
图2 双原子位点M-N-C模型的原子结构图
图3 结合和解离机制的 第一个ORR中间体吸附能
图4 自由能差的变化

图5 ORR、OER和双功能的三维过电势热图

图6 ORR解离机制的自由能图

【 论文链接 】
Cepitis, R., Kongi, N., Rossmeisl, J. et al. Surface Curvature Effect on Dual-Atom Site Oxygen Electrocatalysis. ACS Energy Lett ., 2023 , 8, 1330-1335. https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c00068

【其他相关文献】

[1] Han, G., Zhang, X., Liu, W. et al. Substrate strain tunes operando geometric distortion and oxygen reduction activity of CuN2C2 single-atom sites. Nat. Commun ., 2021 , 12, 6335. https://doi.org/10.1038/s41467-021-26747-1
(纯计算)哈尔滨工业大学林熹团队Nanoscale: 曲率影响M–N–C的双功能氧催化性能

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