Assessing the oxygen reduction reaction by a 2-electron mechanism on ceria surfaces

文献情報

出版日 2021-08-03
DOI 10.1039/D1CP03007H
インパクトファクター 3.676
著者

Lanna E. B. Lucchetti, James M. de Almeida, Pedro A. S. Autreto, Mauro C. Santos


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要旨

The 2-electron pathway of the oxygen reduction reaction is an unwanted process in the development of fuel cells. In contrast, it has gained the scientific community's attention due to its importance as a promising way of removing emergent pollutants and endocrine disruptors from water bodies and a more sustainable alternative for large-scale commercial hydrogen peroxide production. Cerium oxide has shown remarkable potential and selectivity experimentally for this mechanism, and its possible applications, exceeding the previous reference materials. In this work, we studied the 2-electron pathway for oxygen reduction on different ceria-cleaving directions (100), (110), (221), and (331) by first principles methods based on density functional theory. Our results show that the (100) surface is the most favorable for reduction, with the (331) crystallographic plane also showing potential for good catalytic activity. This fact could be essential for designing new nanostructures, with higher portions of those planes exposed, for higher catalytic activity.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

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