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이종원소 도핑 탄소 재료는 많은 전기화학적 환원 반응에서 널리 사용되고 있습니다. 그들의 구조-활성 관계는 주로 도핑된 탄소 재료가 전기화학 촉매 작용 중 안정성을 유지한다는 가정에 기반하여 탐구됩니다. 그러나 이종원소 도핑 탄소 재료의 구조적 진화는 종종 무시되며, 그들의 활성 기원은 여전히 불분명합니다. 여기에서 N-도핑된 그래파이트 조각(N-GP)을 연구 모델로 삼아, 우리는 수소 발생 반응(HER) 동안 N과 C 원자의 수소화 및 그에 따른 탄소 골격의 재구성을 제시하며, HER 활성의 현저한 촉진과 동반됩니다. N 도핑 원자는 점진적으로 수소화되고 거의 완전히 암모니아 형태로 용해됩니다. 이론적 시뮬레이션은 N 종의 수소가 탄소 골격의 6각형에서 5,7-위상 고리(G5-7)로의 재구성으로 이어지며, 열중립적인 수소 흡착과 용이한 물 해리를 보여줍니다. P-, S-, 및 Se-도핑된 그래파이트도 유사한 도핑된 이종원소 제거 및 G5-7 고리 형성을 나타냅니다. 우리의 연구는 HER에 대한 이종원소 도핑 탄소의 활성 기원을 드러내며, 다른 전기화학적 환원 반응을 위한 탄소 기반 재료의 구조-성능 관계를 재고할 수 있는 기회를 열어줍니다.
Lu et al. (Mon,) 이 질문에 대해 연구했습니다.