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Perspektiven eisenhaltiger Bornitrid-Nanoblätter als Elektrokatalysatoren für Untersuchungen zur Sauerstoffreduktion (ORR): Dichtefunktionaltheorie (DFT)

Oct 09, 2020

Hier haben Jing Xiang Zhao et al. Von der Harbin Normal University wurde eine umfassende Berechnung der Dichtefunktionaltheorie (DFT) durchgeführt, um die Möglichkeit der Eiseneinbettung zu untersuchenhexagonales Bornitrid(h-BN) als neuartiger Elektrokatalysatortyp für orr. Die Ergebnisse zeigen, dass die Eisenatomenergie mit der defekten BN-Folie kombiniert wird, was die hohe Stabilität der BN-Folie gewährleistet. Zusätzlich wird das O2-Molekül mit einer Adsorptionsenergie von -1,76 EV, die als Vorstufe von orr verwendet werden kann, stark chemisch an der in Fe eingebetteten BN-Schicht adsorbiert und dann anstelle des direkten Aufbrechens der OO-Bindung zu einer ooh-Gruppe hydriert. Darüber hinaus ist hooh im Prozess der OOH-Reduktion instabil und wird in zwei OH-Gruppen dissoziiert, was darauf hinweist, dass das in Eisen eingebettete BN-Blatt-katalysierte orr ein direkter Vier-Elektronen-Weg ist. Schließlich sagten die Forscher durch Berechnung der Änderung der freien Energie und der Aktivierungsenergie in jedem Schritt von orr voraus, dass die mit Eisen eingebettete BN-Folie eine gute katalytische Aktivität für orr aufweist. Die Ergebnisse liefern nützliche Hinweise für das Design und die Herstellung neuartiger und nicht teurer Dünnschicht-Elektrokatalysatoren aus Bornitrid als Alternative zu teuren Platinkatalysatoren.

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