密度功能理论(DFT)研究还原石墨烯氧化石磁铁矿
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1马来西亚登龙加州海洋科学与环境学院,21030吉隆坡,马来西亚孟生部孟生部2号,马来西亚2化学科学系,科学与技术系,马来西亚43600 UKM BANGI,MALAYSIA 33600 MALAYSIA 33600 MALAYSIA 33600 MALAYSIA MALAYS MALAYS IKIAL SCICOCYIA,ICTILTICIA,INFORITIAL SCICOCHIA,INFORITIA,INSCICEN,INSCICIA,INCUSICIA,INCUSICIA,INSCICEN,INCUSICIE,INCUSICIE,INCUSICITY 33 Skudai,Johor,Malays IA *通讯作者:Farhanini@umt.edu.my收到:2024年8月13日;修订:2024年11月17日;接受:2024年11月18日;发表:2025年2月10日,本研究在无情追求清洁能源的突破性进步中摘要,推出了一种电催化剂,它还原了与磁铁矿纳米颗粒(RGO-MNP)集成的氧化石墨烯(RGO-MNP),该氧化石化是为了彻底改变氧气减少反应(ORR)。通过复杂的密度函数理论(DFT)模拟,我们演示了MNP与RGO的杂交如何导致电子性能的深刻修改,从而解锁了催化活性和电子转运的前所未有的增强。复合材料表现出非常稳定的稳定性,这是由-1036.96 kJ/mol的结合能证明的,而其相互作用能为-389.29 kJ/mol,信号是热力学上有利的结构。分子静电电势(MEP)映射揭示了电子致密和不足区域的丰富相互作用,对于优化ORR机制至关重要。此外,0.173 eV的狭窄homo-lumo间隙强调了材料的高反应性和最佳电荷转移动力学。这项工作为开发高效,耐用和可扩展的ORR催化剂建立了强大的基础,为在燃料电池和清洁能源系统中有影响力的应用开辟了途径。这些计算见解肯定了RGO-MNP作为下一代电催化剂,不仅提供了出色的稳定性和效率,而且还具有推动可持续能源技术变革性改进的潜力。关键词:还原反应,氧化石墨烯,磁铁矿纳米颗粒,密度功能理论,电催化剂简介当前的发电系统在满足对清洁和可靠功率的增长需求方面面临重大挑战[1,2]。化石燃料是一致的电力来源,但昂贵。但是,目前的问题不一定是缺乏化石燃料,而是与他们继续使用电力相关的环境和经济负担[3,4,5]。燃料电池是一种可持续且具有成本竞争力的替代方案,可以满足我们不断增长的能源需求[1,2,4,6,7]。还原反应(ORR)是燃料电池等设备中电化学转化的基石[1,7,8]。它们代表了将燃料中存储的化学能转化为可用的电能的过程的核心。一个ORR涉及两个同时的过程:氧化

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