为析氢反应(HER)寻找高活性和低成本的电催化剂对于开发可持续能源至关重要,但这仍然是一个重大挑战。基于密度泛函理论计算,北京化工大学Huang Shiping、南京理工大学Zhang Shengli、新加坡国立大学Guo Xiangyu报道了一种新型的双原子催化剂(HDAC),该催化剂具有嵌入g-CN的金属和非金属杂化中心。
本文要点:
1) 研究表明,在金属位点附近引入非金属原子(B、C、Si、P和S)可以实现它们之间独特的电荷转移,这为双原子中心提供了与单原子对应物截然不同的催化活性。在130种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对是对质子具有近乎理想吸附强度的高性能电催化剂。
2) 机器学习分析可以直接识别影响催化活性的关键特征,并为快速筛选HDAC的未知化学空间建立可预测的框架。该工作为设计和开发潜在的HER催化剂开辟了一条新途径。
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