镱掺杂石墨烯基材料用于氧还原反应催化
材料科学
2025-05-12 v1 计算物理
摘要
随着全球向清洁能源和可持续过程的转变，特别是对于氧还原反应的高效催化剂需求受到科学界的关注。本研究工作利用密度泛函理论计算，探索镱掺杂石墨烯基材料作为该过程的催化剂。评估了Ce掺杂石墨烯的电化学性能。我们的发现表明，尤其是当与氧原子协同作用时，Ce掺杂显示出改进的催化活性和选择性。例如，位于边界附近的Ce掺杂与氧原子联合，可针对2电子通路具有选择性。总体而言，Ce掺杂与结构缺陷和氧化功能的组合降低了氧还原反应的自由能，因而可能提高催化活性。这项研究从计算角度阐明了Ce掺杂碳材料作为传统昂贵金属基催化剂的可持续替代方案，为绿色能源技术和电化学应用提供了前景。
引用
@article{arxiv.2505.05695,
title = {Cerium doped graphene-based materials towards oxygen reduction reaction catalysis},
author = {Lanna E. B. Lucchetti and Pedro A. S. Autreto and Mauro C. Santos and James M. de Almeida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.05695},
year = {2025}
}