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”

Catalytic Effect on CO2 Electroreduction by Hydroxyl-Terminated Two-Dimensional MXenes

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27740%2F19%3A10242876" target="_blank" >RIV/61989100:27740/19:10242876 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b09941" target="_blank" >https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b09941</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b09941" target="_blank" >10.1021/acsami.9b09941</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Catalytic Effect on CO2 Electroreduction by Hydroxyl-Terminated Two-Dimensional MXenes

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Electrocatalysis represents a promising method to generate renewable fuels and chemical feedstock from the carbon dioxide reduction reaction (CO2RR). However, traditional electrocatalysts based on transition metals are not efficient enough because of the high overpotential and slow turnover. MXenes, a family of two-dimensional metal carbides and nitrides, have been predicted to be effective in catalyzing CO2RR, but a systematic investigation into their catalytic performance is lacking, especially on hydroxyl (-OH)-terminated MXenes relevant in aqueous reaction conditions. In this work, we utilized first-principles simulations to systematically screen and explore the properties of MXenes in catalyzing CO2RR to CH4 from both aspects of thermodynamics and kinetics. Sc2C(OH)(2) was found to be the most promising catalyst with the least negative limiting potential of -0.53 V vs RHE. This was achieved through an alternative reaction pathway, where the adsorbed species are stabilized by capturing H atoms from the MXene&apos;s OH termination group. New scaling relations, based on the shared H interaction between intermediates and MXenes, were established. Bader charge analyses reveal that catalysts with less electron migration in the *(H)COOH -&gt; *CO elementary step exhibit better CO2RR performance. This study provides new insights regarding the effect of surface functionalization on the catalytic performance of MXenes to guide future materials design.

  • Název v anglickém jazyce

    Catalytic Effect on CO2 Electroreduction by Hydroxyl-Terminated Two-Dimensional MXenes

  • Popis výsledku anglicky

    Electrocatalysis represents a promising method to generate renewable fuels and chemical feedstock from the carbon dioxide reduction reaction (CO2RR). However, traditional electrocatalysts based on transition metals are not efficient enough because of the high overpotential and slow turnover. MXenes, a family of two-dimensional metal carbides and nitrides, have been predicted to be effective in catalyzing CO2RR, but a systematic investigation into their catalytic performance is lacking, especially on hydroxyl (-OH)-terminated MXenes relevant in aqueous reaction conditions. In this work, we utilized first-principles simulations to systematically screen and explore the properties of MXenes in catalyzing CO2RR to CH4 from both aspects of thermodynamics and kinetics. Sc2C(OH)(2) was found to be the most promising catalyst with the least negative limiting potential of -0.53 V vs RHE. This was achieved through an alternative reaction pathway, where the adsorbed species are stabilized by capturing H atoms from the MXene&apos;s OH termination group. New scaling relations, based on the shared H interaction between intermediates and MXenes, were established. Bader charge analyses reveal that catalysts with less electron migration in the *(H)COOH -&gt; *CO elementary step exhibit better CO2RR performance. This study provides new insights regarding the effect of surface functionalization on the catalytic performance of MXenes to guide future materials design.

Klasifikace

  • Druh

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

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2019

  • Kód důvěrnosti údajů

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

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    ACS applied materials &amp; interfaces

  • ISSN

    1944-8244

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    11

  • Číslo periodika v rámci svazku

    40

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    9

  • Strana od-do

    36571-36579

  • Kód UT WoS článku

    000490357900030

  • EID výsledku v databázi Scopus