Nonprecious Triple-Atom Catalysts with Ultrahigh Activity for Electrochemical Reduction of Nitrate to Ammonia: A DFT Screening
Notice bibliographique
Résumé
Electrochemical nitrate reduction to ammonia (NO 3 RR) is promising to not only tackle environmental issues caused by nitrate but also produce ammonia at room temperatures. However, two critical challenges are the lack of effective electrocatalysts and the understanding of related reaction mechanisms. To overcome these challenges, we employed first-principles calculations to thoroughly study the performance and mechanisms of triple-atom catalysts (TACs) composed of transition metals (including 27 homonuclear TACs and 4 non-noble bimetallic TACs) anchored on N-doped carbon (NC). We found five promising candidates possessing not only thermodynamic and electrochemical stability, but also high activity and selectivity for ammonia production. Among them, non-noble homonuclear Ni 3 @NC TAC show high activity with low theoretical limiting potential of −0.31 V RHE . Surprisingly, bimetallic Co 2 Ni@NC, Co 2 Cu@NC, and Fe 2 Ni@NC TACs show ultrahigh activity with theoretical limiting potentials of 0.00 V RHE, without a potential determining step in the whole reaction pathways, representing the best theoretical activity been reported up to date. These promising candidates are facilitated by circumventing the limit of scaling relationships, a well-known obstacle for single-atom catalysts. This study indicates that designing suitable TACs can be a promising strategy for efficiently electro-catalyzing NO 3 RR and breaking the limit of the scaling relationship.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».