The role of nitrogen and sulfur dual coordination of cobalt in Co-N4−xSx/C single atom catalysts in the oxygen reduction reaction
文献情報
Asnake Sahele Haile, Heine Anton Hansen, Weldegebriel Yohannes, Yedilfana Setarge Mekonnen
Single-atom catalysts (SACs) have been considered as a potential candidate for fuel cell application due to the fact that they exhibit good oxygen reduction reaction (ORR) activity. In this study, the ORR catalytic activities of Co-N4/C, Co-N3S/C, Co-N2S2/C, Co-NS3/C, and Co-S4/C catalysts are studied using density functional theory (DFT) calculations based on the BEEF-vdW functional. The reduction of *OH into H2O is found to be the potential determining step of the ORR on Co-N4/C catalysts. This implies that the activity of the Co-N4/C system could be improved by weakening the binding energy of the *OH intermediate. The DFT results revealed that the adsorption energy of the *OH intermediate bound on Co-N3S/C, Co-N2S2/C, Co-NS3/C, and Co-S4/C is weaker than that on the Co-N4/C catalyst. The results show that the overpotentials of Co-N4/C, Co-N3S/C, Co-N2S2/C, Co-N3S/C, and Co-S4/C catalysts are 0.57, 0.37, 0.41, 0.40, and 0.47 V, respectively. Thus, the Co-N3S/C catalyst revealed a lower overpotential pathway. A slightly smaller number of charges are transferred from the Co atom in Co-N3S/C to ORR intermediates as compared to Co-N4/C and the d-band center of the Co atom changes from −0.71 eV (Co-N4/C) to −0.91 eV (Co-N3S/C). This can explain the weaker adsorption energy of *OH on the Co-N3S/C catalyst. Therefore, Co-N3S/C is a promising non-precious single-atom catalyst for efficient ORR activity in acidic solutions in fuel cells.
関連文献
Shape-dependent magnetic properties of low-dimensional nanoscale Prussian blue (PB) analogue SmFe(CN)6·4H2O
Hao-Ling Sun, Hongtao Shi, Fei Zhao, Limin Qi, Song Gao
DOI: 10.1039/B507240A
Comb-shaped poly(ethylene glycol)-modified subtilisin Carlsberg is soluble and highly active in ionic liquids
Kazunori Nakashima, Tatsuo Maruyama, Noriho Kamiya, Masahiro Goto
DOI: 10.1039/B505479F
Control of dark current in photoelectrochemical (TiO2/I−–I3−) and dye-sensitized solar cells
Seigo Ito, Paul Liska, Pascal Comte, Raphaël Charvet, Peter Péchy, Udo Bach, Lukas Schmidt-Mende, Shaik Mohammed Zakeeruddin, Andreas Kay, Mohammad K. Nazeeruddin, Michael Grätzel
DOI: 10.1039/B505718C
The elusive phosphorescence of pyrromethene–BF2 dyes revealed in new multicomponent species containing Ru(ii)–terpyridine subunits
Maurilio Galletta, Sebastiano Campagna, Manuel Quesada, Gilles Ulrich, Raymond Ziessel
DOI: 10.1039/B507196H
Networked calix[4]arenepolymers with unusual mechanical properties
Joseph N. Grima, Kenneth E. Evans
DOI: 10.1039/B505839B
A two-dimensional clathrate hydrate sandwiched by planar arrays of a copper complex
Riichi Miyamoto, Rika Tanaka Hamazawa, Masakazu Hirotsu, Takanori Nishioka, Isamu Kinoshita, L. James Wright
DOI: 10.1039/B505681K
Precise synthesis of poly(macromonomer)s containing sugars by repetitive ring-opening metathesis polymerisation
James J. Murphy, Kotohiro Nomura
DOI: 10.1039/B506877K
Effects of nanoconfinement on the morphology and reactivity of organic materials
DOI: 10.1039/B502849N
Polymer vesicles formed by amphiphilic diblock copolymers containing a thermotropic liquid crystalline polymer block
Jing Yang, Daniel Lévy, Wei Deng, Patrick Keller, Min-Hui Li
DOI: 10.1039/B508034G
Surfactant-free hydrothermal synthesis of lithium aluminate microbricks and nanorods from aluminium oxide nanoparticles
Upendra. A. Joshi, Soo Hyun Chung, Jae Sung Lee
DOI: 10.1039/B508168H
こちらもおすすめ
2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?
2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。
4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?
代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。
6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?
6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...
2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」
2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...
4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?
4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...
イソデスロラタドリンの代替品はありますか?
イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...
5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?
5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...
4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?
CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...
甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?
甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...















