The Reaction Mechanism with Free Energy Barriers for Electrochemical Dihydrogen Evolution on MoS2

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 20, 2015, Pages 6692-6698

  Huang, Yufeng ^a,b   Nielsen, Robert J ^a,b   Goddard, William A ^a,b   Soriaga, Manuel P ^b,c  

^a California Institute of Technology   (United States)

^b CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^c TEXAS A AND M UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; CHEMICAL BONDS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENERGY BARRIERS; FREE ENERGY; HYDRIDES; LAYERED SEMICONDUCTORS; PROTONATION; SULFUR;

ACTIVATION BARRIERS; EQUILIBRIUM THERMODYNAMICS; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; METAL CHALCOGENIDE; POISSON-BOLTZMANN; REACTION BARRIERS; REACTION MECHANISM; TURNOVER FREQUENCY;

MOLYBDENUM COMPOUNDS;

DISULFIDE; HYDROGEN; HYDRONIUM ION; METAL; MOLYBDENUM; MOLYBDENUM DISULFIDE; SULFUR; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; ATOM; CATALYSIS; CATALYST; CHEMICAL BOND; CLUSTER ANALYSIS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ELECTRON; ENERGY; HYDROGEN EVOLUTION; PROTON TRANSPORT; REACTION ANALYSIS; THERMODYNAMICS;

EID: 84930628446     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b03329     Document Type: Article

References (52)

1. Laursen, A. B.; Kegnæs, S.; Dahl, S.; Chorkendorff, I. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5577 - 5591
2. Merki, D.; Hu, X. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3878 - 3888
3. Yang, J.; Shin, H. S. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 5979 - 5985
4. Hinnemann, B.; Moses, P. G.; Bonde, J.; Jørgensen, K. P.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (15) 5308 - 5309
5. Jaramillo, T. F.; Jørgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317 (5834) 100 - 102
6. Kibsgaard, J.; Chen, Z.; Reinecke, N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11, 963 - 969
7. Li, Y.; Wang, H.; Xie, L.; Liang, Y.; Hong, G.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (19) 7296 - 7299
8. Liao, L.; Zhu, J.; Bian, X.; Zhu, L.; Scanlon, M. D.; Girault, H. H.; Liu, B. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5326 - 5333
9. Bonde, J.; Moses, P. G.; Jaramillo, T. F.; Nørskov, J. K.; Chorkendorff, I. Faraday Discuss. 2008, 140, 219 - 231
10. Merki, D.; Vrubel, H.; Rovelli, L.; Fierro, S.; Hu, X. Chem. Sci. 2012, 3, 2515
11. Appel, A. M.; Lee, S.-J.; Franz, J. A.; DuBois, D. L.; DuBois, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5224 - 5232
12. Karunadasa, H. I.; Montalvo, E.; Sun, Y.; Majda, M.; Long, J. R.; Chang, C. J. Science 2012, 335, 698
13. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101
14. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 215 - 241
15. Melius, C. F.; Olafson, D. B.; Goddard, W. A., III. Chem. Phys. Lett. 1974, 28, 457 - 462
16. Melius, C. F.; Goddard, W. A., III. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1974, 10, 1528
17. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270
18. Wadt, W. R.; Hay, P. J. J. Chem. Phys. 1985, 82, 284
19. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257
20. Francl, M. M.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654
21. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213 - 222
22. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650
23. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. R. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294 - 301
24. McLean, A. D.; Chandler, G. S. J. Chem. Phys. 1980, 72, 5639
25. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265
26. Tannor, D. J.; AMarten, B.; Murphy, R.; Friesner, R. A.; Sitkoff, D.; Nicholls, A.; Honig, B.; Ringnalda, M.; Goddard, W. A., III. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11875 - 11882
27. Bochevarov, A. D.; Harder, E.; Hughes, T. F.; Greenwood, J. R.; Braden, D. A.; Philipp, D. M.; Rinaldo, D.; Halls, M. D.; Zhang, J.; Friesner, R. A. Int. J. Quantum Chem. 2013, 113, 2110 - 2142
28. Tissandier, M. D.; Cowen, K. A.; Feng, W. Y.; Gundlach, E.; Cohen, M. H.; Earhart, A. D.; Coe, J. V.; Tuttle, T. R., Jr. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7787 - 7794
29. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
30. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396
31. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1995, 50, 17953
32. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999, 59, 1758
33. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993, 47, 558
34. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994, 49, 14351
35. Kresse, G.; Furthmüller J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15
36. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996, 54, 11169
37. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699 - 712
38. Wang, H.; Zhang, Q.; Yao, H.; Liang, Z.; Lee, H.-W.; Hsu, P.-C.; Zheng, G.; Cui, Y. Nano Lett. 2014, 14, 7138 - 7144
39. Yu, Y.; Huang, S.-Y.; Li, Y.; Steinmann, S. N.; Yang, W.; Cao, L. Nano Lett. 2014, 14 (2) 553 - 558
40. Helveg, S.; Lauritsen, J. V.; Laegsgaard, E.; Stensgaard, I.; Nørskov, J. K.; Clausen, B. S.; Topsøe, H.; Besenbacher, F. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 951 - 954
41. Lauristen, J. V.; Bollinger, M. V.; Laegsgaard, E.; Jacobsen, K. W.; Nørskov, J. K.; Clausen, B. S.; Topsøe, H.; Besenbacher, F. J. Catal. 2004, 221, 510 - 522
42. Schweiger, H.; Raybaud, R.; Kresse, G.; Toulhoat, H. J. Catal. 2002, 207, 76 - 87
43. Moses, P. G.; Hinnemann, B.; Topsøe, H.; Nørskov, J. K. J. Catal. 2007, 248, 188 - 203
44. Hansen, L. P.; Ramasse, Q. M.; Kisielowski, C.; Brorson, M.; Johnson, E.; Topsøe, H.; Helveg, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10153 - 10156
45. Li, T.; Galli, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16192 - 16196
46. Jaramillo-Botero, A.; Nielsen, R.; Abrol, R.; Su, J.; Pascal, T.; Mueller, J.; Goddard, W. A., III. Top. Curr. Chem. 2012, 307, 1 - 42
47. Marenich, A. V.; Olson, R. M.; Kelley, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 2011 - 203
48. Prodhomme, P.-Y.; Raybaud, P.; Toulhoat, H. J. Catal. 2011, 280, 178 - 195
49. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13 (12) 6222 - 6227
50. Li, P.; Yu, Y.; Huang, Y.; Nielsen, R. J.; Goddard, W. A., III; Li, Y.; Cao, L. ACS Catal. 2015, 5, 448 - 455
51. Nørskov, J. K.; Bliggard, T.; Logadottir, A.; Kitchin, J. R.; Chen, J. G.; Pandelov, S.; Stimming, U. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, J23 - 26
52. Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Rossmeisl, J.; Christensen, C. H. Nat. Chem. 2009, 1, 37 - 46