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北京化工大學(xué)「國家杰青」，最新AEM！

研究概述

雙-原子催化劑（DAC）由于其多功能組合和協(xié)同效應(yīng)，通常表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性。

然而，忽視工作電位下活性位點(diǎn)的動態(tài)軸向吸附和反應(yīng)物吸附作為速率決定步驟阻礙了準(zhǔn)確的高通量篩選策略的建立。

2024年10月16日，北京化工大學(xué)曹達(dá)鵬教授、許昊翔教授在Advanced Energy Materials上發(fā)表題為《A Revised High-Throughput Screening Model on Oxygen Reduction Reaction Over Dual Atom Catalysts Based on the Axial Pre-Adsorption and O₂ Adsorption》的研究論文。

在此，研究人員通過密度泛函理論（DFT）系統(tǒng)地研究了42種3d–3d金屬DACs的氧還原反應(yīng)（ORR），結(jié)果表明，除了質(zhì)子-電子轉(zhuǎn)移步驟外，ORR動力學(xué)還受O₂*吸附的限制，DACs的活性中心可以通過中間體在工作電位下的軸向預(yù)吸附來重構(gòu)。

因此，通過使用O₂*和OH*吸附作為活性描述符，研究人員提出了ORR火山圖。

然后，作者構(gòu)建了一種高通量篩選方法，并從含有3d、4d或5d金屬的267個DACs中篩選出38個有前景的ORR DACs。

重要的是，之前未被探索的MnCoN₆ DAC也被實(shí)驗(yàn)合成，并展現(xiàn)出超越Pt/C的超高ORR活性，與理論預(yù)測完全吻合。

簡而言之，本工作不僅提出了一種基于火山圖的高通量篩選方法，而且為啟發(fā)式設(shè)計(jì)其他反應(yīng)的電催化劑提供了理論預(yù)測實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的概念證明。

圖文解讀

圖1. 在ORR工作電位下DACs的動態(tài)軸向吸附的確定

圖2：通過機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行的特征重要性分析

圖3：MnCoN₆C的合成、結(jié)構(gòu)表征以及ORR催化性能

文獻(xiàn)信息

A Revised High-Throughput Screening Model on Oxygen Reduction Reaction Over Dual Atom Catalysts Based on the Axial Pre-Adsorption and O₂ Adsorption,?Advanced Energy Materials,?2024.

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/10/22/4d89d0e577/

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