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Kalzium ist eines der häufigsten und billigsten Elemente auf der Erde. Aufgrund des Mangels an d-Orbitalen für die chemische Adsorption wird es jedoch allgemein als stöchiometrisches Reagenz ohne katalytische Aktivität in der heterogenen Katalyse angesehen. In dieser Forschung haben wir gezeigt, dass atomar eingeschlossener Ca in stickstoffdotiertem Graphen (Ca1-NG) ein effektiver heterogener Katalysator sein kann, um sowohl die elektrokatalytischen als auch die photocatalytischen Wasserstoffentwicklungsreaktionen (HER) zu steigern. Ca-Einzelatome, die in NG verankert sind, können die HER-Leistung effizient verbessern, da sie die Schnittstellen-Ladungsübertragungsrate erhöhen und die rekombinierte Ladung unterdrücken. Berechnungen mit Dichtefunktionaltheorie zeigen, dass die hohe katalytische Aktivität von Ca1-NG aus den Ca-Einzelatomen in NG resultiert, was zu mehreren H-Adsorptionskonfigurationen mit günstigen ΔGH∗-Werten für HER führt. Diese Forschung kann wertvoll für das Design von umweltfreundlichen, wirtschaftlichen und effizienten Katalysatoren zur Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff sein.
Sun et al. (Di,) haben diese Frage untersucht.