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ORR/OER高效二维双功能电催化剂Cu_(2)@C_(2)N的第一性原理研究
1
作者
张铭
马林昊
+2 位作者
彭铠
刘雨晴
赵军婕
《北京工业大学学报》
北大核心
2025年第10期1153-1161,共9页
为了评估单层C_(2)N负载单Cu和双Cu原子的电催化性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了Cu@C_(2)N和Cu_(2)@C_(2)N的电催化性质。研究发现,相对于负载单Cu原子催化剂,双原子掺杂通过改变O_(2)以及含氧中间体在Cu原子上...
为了评估单层C_(2)N负载单Cu和双Cu原子的电催化性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了Cu@C_(2)N和Cu_(2)@C_(2)N的电催化性质。研究发现,相对于负载单Cu原子催化剂,双原子掺杂通过改变O_(2)以及含氧中间体在Cu原子上的吸附构型而增加其吸附强度,显著提升析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)和氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)的电催化活性。Cu_(2)@C_(2)N的ORR和OER过电位分别可达0.46与0.38 V,其性能可媲美贵金属催化剂。电子态密度的计算表明,Cu原子负载在费米能级处引入较高的电子态密度的同时有效减小带隙宽度,且Cu_(2)@C_(2)N具有比Cu@C_(2)N更小的带隙,有利于其获得更高的载流子浓度和电导率,进而获得更佳的电催化活性。
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关键词
C_(2)N
析氧反应(ORR)
氧还原反应(OER)
第一性原理
吸附自由能
态密度(DOS)
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职称材料
题名
ORR/OER高效二维双功能电催化剂Cu_(2)@C_(2)N的第一性原理研究
1
作者
张铭
马林昊
彭铠
刘雨晴
赵军婕
机构
北京工业大学材料与制造学部
新型功能材料教育部重点实验室
出处
《北京工业大学学报》
北大核心
2025年第10期1153-1161,共9页
基金
国家研发计划资助项目(2021YFB0703500)。
文摘
为了评估单层C_(2)N负载单Cu和双Cu原子的电催化性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了Cu@C_(2)N和Cu_(2)@C_(2)N的电催化性质。研究发现,相对于负载单Cu原子催化剂,双原子掺杂通过改变O_(2)以及含氧中间体在Cu原子上的吸附构型而增加其吸附强度,显著提升析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)和氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)的电催化活性。Cu_(2)@C_(2)N的ORR和OER过电位分别可达0.46与0.38 V,其性能可媲美贵金属催化剂。电子态密度的计算表明,Cu原子负载在费米能级处引入较高的电子态密度的同时有效减小带隙宽度,且Cu_(2)@C_(2)N具有比Cu@C_(2)N更小的带隙,有利于其获得更高的载流子浓度和电导率,进而获得更佳的电催化活性。
关键词
C_(2)N
析氧反应(ORR)
氧还原反应(OER)
第一性原理
吸附自由能
态密度(DOS)
Keywords
C_(2)N
oxygen reduction reaction(ORR)
oxygen evolution reaction(OER)
first-principles
adsorption free energy
density of states(DOS)
分类号
O643.36 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
ORR/OER高效二维双功能电催化剂Cu_(2)@C_(2)N的第一性原理研究
张铭
马林昊
彭铠
刘雨晴
赵军婕
《北京工业大学学报》
北大核心
2025
0
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