Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Highly Efficient and Selective Nitrogen Reduction Reaction Catalysis of Cluster-Modified MXene Nanosheets

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F24%3A10486119" target="_blank" >RIV/00216208:11320/24:10486119 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/61989100:27740/24:10255625

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=voSpDVqcf0" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=voSpDVqcf0</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1021/acscatal.4c01369" target="_blank" >10.1021/acscatal.4c01369</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Highly Efficient and Selective Nitrogen Reduction Reaction Catalysis of Cluster-Modified MXene Nanosheets

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The electrocatalytic synthesis of NH3 holds immense significance for energy conservation in industrial and agricultural production. Herein, an efficient solution is proposed for MXene-based high-activity nitrogen reduction reaction (NRR) catalysts that are modified using tetranuclear non-noble 3d transition metal clusters (M-4). The thorough exploration of M-4/Ti2CO2 candidates reveals that the thermodynamically and kinetically stable Cr-4/Ti2CO2 possesses the lowest overpotential (0.35 V) and high selectivity, comparable to those of well-known NRR catalysts such as Ru(0001) (0.43 V) and Au(310) (1.91 V). In addition, the doping of Fe into Cr-4 clusters can further reduce the overpotential and kinetic barriers by 31 and 46%, respectively. The analysis of the complicated bonding nature reveals the mechanism of the catalytic activity, which demonstrates the role of clusters pulling pi/sigma electrons from N-2 while simultaneously back-donating d orbital electrons to the pi* orbital. A descriptor (phi), related to intrinsic transferred charges (Delta e) of the cluster, is proposed to accurately determine the NRR catalytic activity using simple calculations, and the linear correlation between them can reach 0.98. This work provides guidance for designing promising cluster-modified MXene catalysts for NRR and an elucidation of the electronic factors governing catalytic activity.

  • Název v anglickém jazyce

    Highly Efficient and Selective Nitrogen Reduction Reaction Catalysis of Cluster-Modified MXene Nanosheets

  • Popis výsledku anglicky

    The electrocatalytic synthesis of NH3 holds immense significance for energy conservation in industrial and agricultural production. Herein, an efficient solution is proposed for MXene-based high-activity nitrogen reduction reaction (NRR) catalysts that are modified using tetranuclear non-noble 3d transition metal clusters (M-4). The thorough exploration of M-4/Ti2CO2 candidates reveals that the thermodynamically and kinetically stable Cr-4/Ti2CO2 possesses the lowest overpotential (0.35 V) and high selectivity, comparable to those of well-known NRR catalysts such as Ru(0001) (0.43 V) and Au(310) (1.91 V). In addition, the doping of Fe into Cr-4 clusters can further reduce the overpotential and kinetic barriers by 31 and 46%, respectively. The analysis of the complicated bonding nature reveals the mechanism of the catalytic activity, which demonstrates the role of clusters pulling pi/sigma electrons from N-2 while simultaneously back-donating d orbital electrons to the pi* orbital. A descriptor (phi), related to intrinsic transferred charges (Delta e) of the cluster, is proposed to accurately determine the NRR catalytic activity using simple calculations, and the linear correlation between them can reach 0.98. This work provides guidance for designing promising cluster-modified MXene catalysts for NRR and an elucidation of the electronic factors governing catalytic activity.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    ACS Catalysis

  • ISSN

    2155-5435

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    14

  • Číslo periodika v rámci svazku

    14

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    15

  • Strana od-do

    10568-10582

  • Kód UT WoS článku

    001259872100001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85197646875