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Accès ouvert déclaré 2026 article

Exploring the catalytic potential of transition metal decorated Al12N12 nanocages as a single atom catalyst for efficient hydrogen adsorption and dissociation reaction

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Résumé fourni par la source

Hydrogen is a key alternative to fossil fuels and plays a crucial role in industrial hydrogenation. This study employs first-principles density functional theory (DFT) simulations to investigate transition-metal-decorated Al 12 N 12 single-atom catalysts (SACs) for H 2 adsorption and dissociation. Interaction energy calculations indicate excellent thermodynamic stability of the catalysts, with Ti@Al 12 N 12 exhibiting the strongest interaction energy of −2.56 eV. Natural bond orbital (NBO) and frontier molecular orbital (FMO) analyses reveal significant electron transfer from TM atoms to Al 12 N 12 , and a reduction of the HOMO-LUMO gap from 3.86 eV to 1.72 eV. The Ti@Al 12 N 12 catalyst exhibits the lowest activation barrier, 0.005 eV, for H 2 dissociation. Mechanistic insights indicate that atomic hydrogen (2H*) is more stable than molecular H 2 , with an energy release up to −1.64 eV. Bidirectional IRC calculations validated the H 2 dissociation pathways on TM@Al 12 N 12 catalysts. The blue patches in IRI analysis confirm covalent interactions between hydrogen and TM atoms. This study provides insights into designing efficient SACs for hydrogen dissociation.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Exploring the catalytic potential of transition metal decorated Al12N12 nanocages as a single atom catalyst for efficient hydrogen adsorption and dissociation reaction
Date Crossref
03/09/2026
Éditeur
Frontiers Media SA
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Hydrogen Storage and MaterialsCatalysis and Hydrodesulfurization StudiesNanomaterials for catalytic reactions

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