為析氫反應(HER)尋找高活性和低成本的電催化劑對于開發可持續能源至關重要,但這仍然是一個重大挑戰。基于密度泛函理論計算,北京化工大學Huang Shiping、南京理工大學Zhang Shengli、新加坡國立大學Guo Xiangyu報道了一種新型的雙原子催化劑(HDAC),該催化劑具有嵌入g-CN的金屬和非金屬雜化中心。
本文要點:
1) 研究表明,在金屬位點附近引入非金屬原子(B、C、Si、P和S)可以實現它們之間獨特的電荷轉移,這為雙原子中心提供了與單原子對應物截然不同的催化活性。在130種HDAC中,Pd-B、Ti-C、Ir-C、Cr-Si、Mn-Si、Co-Si、Rh-Si、Au-Si、Ir-P、Fe-S和Ni-S對是對質子具有近乎理想吸附強度的高性能電催化劑。
2) 機器學習分析可以直接識別影響催化活性的關鍵特征,并為快速篩選HDAC的未知化學空間建立可預測的框架。該工作為設計和開發潛在的HER催化劑開辟了一條新途徑。
Lihong Zhang et.al Hybrid Double Atom Catalysts for Hydrogen Evolution Reaction: A Sweet Marriage of Metal and Nonmetal Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302754
https://doi.org/10.1002/aenm.202302754