N-doped peanut-shaped carbon nanotubes for efficient CO2 electrocatalytic reduction
N-doped peanut-shaped carbon nanotubes for efficient CO2 electrocatalytic reduction
复制标题
N掺杂花生形碳纳米管用于高效CO2电催化还原
DOI：
10.1016/j.carbon.2019.05.078
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发表时间：
2019-11
期刊：
影响因子：
10.9
通讯作者：
Jena Puru
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou Wenyang;Shen Haoming;Wang Qian;Onoe Jun;Kawazoe Yoshiyuki;Jena Puru
利用第一性原理计算和计算氢电极(CHE)模型，首次系统地研究了新近合成的花生状碳纳米管(FP5N)及其N掺杂结构上的CO2电催化还原(CO2ER)反应。我们发现Fp5N是金属的，具有D5h点群的对称性。此外，在FP5N中掺氮显著降低了CO2ER的过电势。PP5N中的吡咯氮、八原子氮和吡啶氮分别以0.52、0.52和0.60 V的过电势将CO2转化为CH3OH，而石墨化N将CO2还原为CO，过电位为0.65 V。这些值与工业过渡金属催化剂的结果相当，表明N掺杂花生形碳纳米管在CO2还原方面的表现优于传统的N掺杂碳纳米材料。
Using first principles calculations and the computational hydrogen electrode (CHE) model, we present the first systematic study of CO2electrocatalytic reduction (CO2ER) on recently synthesized peanut-shaped carbon nanotube (FP5N) as well as N-doped FP5N structures. We find FP5N to be metallic with the symmetry of D5h point group. In addition, nitrogen doping in FP5N significantly reduces the overpotential of CO2ER. In contrast to graphitic N that reduces CO2into CO with an overpotential of 0.65 V, the pyrrolic N, octatomic N and pyridinic N in FP5N convert CO2into CH3OH with even lower overpotentials of 0.52, 0.52 and 0.60 V, respectively. These values are comparable to those of industrial transition metal catalysts and show that N-doped peanut-shaped carbon nanotubes can outperform conventional N-doped carbon nanomaterials in CO2reduction.
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影响因子：
4.4
作者：
J. Yi;J. Bernholc
通讯作者：
J. Yi;J. Bernholc
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作者：
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通讯作者：
A. Takashima;J. Onoe;T. Nishii
影响因子：
4
作者：
J. Onoe;T. Nakayama;M. Aono;T. Hara
通讯作者：
J. Onoe;T. Nakayama;M. Aono;T. Hara
DOI：
10.1021/acs.jpclett.6b01876
发表时间：
2016-10
期刊：
The journal of physical chemistry letters
影响因子：
--
作者：
Hyeyoung Shin;Yoonhoo Ha;Hyungjun Kim
通讯作者：
Hyeyoung Shin;Yoonhoo Ha;Hyungjun Kim
影响因子：
3.7
作者：
Kresse, G;Furthmuller, J
通讯作者：
Furthmuller, J