Phase-dependent Electrocatalytic Nitrate Reduction to Ammonia on Janus Cu@Ni Tandem Catalyst

催化作用 杰纳斯 串联 硝酸盐 氨生产 法拉第效率 化学 电合成 无机化学 氮氧化物 吸附 选择性催化还原 化学工程 材料科学 电化学 纳米技术 有机化学 电极 物理化学 复合材料 工程类 燃烧
作者
Yao‐Yin Lou,Qizheng Zheng,Shiyuan Zhou,Jia-Yi Fang,Ouardia Akdim,Xingyu Ding,Rena Oh,Gyeong‐Su Park,Xiaoyang Huang,Shi‐Gang Sun
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (7): 5098-5108 被引量:118
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c00479
摘要

Electrosynthesis of NH3 from nitrate anion (NO3–) reduction (NO3–RR) is a cascade reaction, which is considered a great potential alternative to the Haber–Bosch route to reduce CO2 emissions and alleviate the adverse effects of excessive NO3– contamination in the environment. Frequently, solid solution alloys (SSAs) with a single-phase active site may struggle to fully utilize their benefits during the entire process of nitrate (NO3–) reduction, which involves multiple intermediate reactions. In this study, we showed that by separating Cu and Ni in a Janus Cu@Ni catalyst structure, we can achieve high performance in NO3–RR, yielding a high Faradaic efficiency (92.5%) and a production rate of NH3 (1127 mmol h–1 g–1) at −0.2 V versus RHE, compared to CuNi SSA (82.6%, 264 mmol h–1 g–1). Here, we demonstrate that a Janus Cu@Ni catalyst with short-range ordered catalytic sites favors the adsorption of NO through a bridge-bond mode. Simultaneously, a hydrogen spillover process was observed, in which Ni dissociates H2O to generate *H which spontaneously migrates to adjacent catalytic sites to hydrogenate the *NOx intermediates. This facilitates N–O bond cleavage, resulting in the NH3 production rate nearly 5 times higher than that of CuNi SSA, where NO was linearly bonded on its surface. The study of this catalytic effect, a cooperative tandem enhancement, provides insights into the design of multifunctional heterogeneous catalysts for electrochemical NH3 synthesis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小狐狸温小小完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
尘晨完成签到,获得积分10
刚刚
李爱国应助洁净如音采纳,获得10
1秒前
CT民工发布了新的文献求助10
1秒前
春风不语完成签到,获得积分10
2秒前
潇洒的煜应助11111采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
田様应助wenbo采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
小狐狸温小小关注了科研通微信公众号
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
Ali应助yebuyang采纳,获得30
6秒前
五五完成签到,获得积分10
6秒前
happy发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
dabbbb关注了科研通微信公众号
7秒前
橙子完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
Yolo完成签到,获得积分10
8秒前
小亮子完成签到,获得积分10
8秒前
情怀应助wangly采纳,获得10
8秒前
飞行雪绒发布了新的文献求助10
8秒前
外向青筠发布了新的文献求助10
8秒前
Louise完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
99876发布了新的文献求助10
9秒前
受伤金鑫发布了新的文献求助10
9秒前
程佳运完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
天天快乐应助机灵的电脑采纳,获得10
11秒前
pp完成签到,获得积分10
11秒前
飞飞飞飞飞飞完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Akim应助Dwen采纳,获得10
12秒前
Jwl发布了新的文献求助20
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7761241
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9306359
关于积分的说明 20294048
捐赠科研通 7345867
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3313115
关于科研通互助平台的介绍 2463411
邀请新用户注册赠送积分活动 2327363