论文标题：Enhanced performance of oxygen vacancies on CO₂ adsorption and activation over different phases of ZrO₂（前沿研究：氧空穴对CO₂在不同相ZrO₂上吸附活化的强化作用）

期刊：Frontiers in Energy

作者：Juntian NIU, Cunxin ZHANG, Haiyu LIU, Yan JIN, Riguang ZHANG

发表时间：15 Jan 2023

DOI：10.1007/s11708-023-0867-7

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图文导读

Abstract

The effect of oxygen vacancies on the adsorption and activation of CO₂ on the surface of different phases of ZrO₂ is investigated by density functional theory (DFT) calculations. The calculations show that the oxygen vacancies contribute greatly to both the adsorption and activation of CO₂. The adsorption energy of CO₂ on the c-ZrO₂, t-ZrO₂ and, m-ZrO₂ surfaces is enhanced to 5, 4, and 3 folds with the help of oxygen vacancies, respectively. Moreover, the energy barrier of CO₂ dissociation on the defective surfaces of c-ZrO₂, t-ZrO₂, and m-ZrO₂ is reduced to 1/2, 1/4, and 1/5 of the perfect surface with the assistance of oxygen vacancies. Furthermore, the activation of CO₂ on the ZrO₂ surface where oxygen vacancies are present, and changes from an endothermic reaction to an exothermic reaction. This finding demonstrates that the presence of oxygen vacancies promotes the activation of CO₂ both kinetically and thermodynamically. These results could provide guidance for the high-efficient utilization of CO₂ at an atomic scale.

Graphical abstract

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中文介绍

【Front. Energy研究论文】太原理工大学牛俊天：氧空穴对CO₂在不同相ZrO₂上吸附活化的强化作用

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