Theoretical study of H₂ evolution on N-doped monolayer graphene

Nitrogen이 도핑된 graphene에서의 hydrogen evolution에 대한 촉매효과에 대해서 연구를 진행하였다. Reaction free energy를 계산하기 위해서 많은 N-doped graphene 모델을 계산하였으며 pH 조건, silicon cathode의 영향 그리고 zero point energy의 효과를 고려하였다. Volcano plot에 의하면 "pyrol" like model과 N-doped armchair graphene model (aGNR-N1)이 좋은 촉매효과를 가짐을 밝혔다. 또한 free energy diagram을 통하여 "pyrol"과 "aGNR-N1"이 좋은 active site가 될 수 있음을 확인하였고 pH가 증가함에 따라 $H^+$의 에너지가 증가함에 따라 촉매 효과가 줄어듬을 확인하였다.