Fe– and Co–P4-embedded graphenes as electrocatalysts for the oxygen reduction reaction: theoretical insights
文献情報
Liyan Feng, Yuejie Liu, Jingxiang Zhao
Encouraged by the great promise of metal–nitrogen–carbon (M–N–C) materials in replacing Pt for catalyzing the oxygen reduction reaction (ORR), metal–P species were successfully introduced into carbon matrices in experiments and have exhibited high catalytic activity for the ORR. Here, by means of comprehensive density functional theory (DFT) computations, we investigated the origin and the mechanism of the ORR occurring on Fe– and Co–P-embedded graphenes. Our computations have revealed that the Fe– and Co–P4 moiety-embedded graphenes possess good stability and high chemical reactivity for O2 activation, thus facilitating the subsequent ORR steps, and a more efficient 4e pathway in both acidic and alkaline media is more energetically favorable. Furthermore, by analyzing the computed free energy profiles, the Fe–P4 species-embedded graphene is a more efficient electrocatalyst for the ORR in an alkaline medium than the Co–P4 species-embedded graphene. Our DFT computations will be useful for gaining deeper insight into the high activity of metal–P species.
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Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.














![Benzo[b]naphtho[2,1-d]thiophene structure Benzo[b]naphtho[2,1-d]thiophene structure](https://static.chemtradehub.com/structs/239/239-35-0-ff90.webp)