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:106
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
ZZY发布了新的文献求助10
刚刚
wanci应助MHK采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
幼萱完成签到,获得积分10
2秒前
婉君完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
再吃一碗就睡完成签到,获得积分10
3秒前
XY发布了新的文献求助10
3秒前
王能行发布了新的文献求助10
4秒前
Owen应助Herrily采纳,获得10
4秒前
zzh发布了新的文献求助10
4秒前
正直的鸭子完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
叶宇豪发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
小二郎应助玉梅采纳,获得10
5秒前
007完成签到,获得积分10
5秒前
桐桐应助是莉莉娅采纳,获得10
6秒前
6秒前
婉君发布了新的文献求助10
7秒前
嗷呜嗷呜发布了新的文献求助10
8秒前
滴滴完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
zky完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
ly完成签到,获得积分10
10秒前
倪妮发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
矮小的白猫完成签到,获得积分10
11秒前
Ethan完成签到,获得积分10
11秒前
争气完成签到,获得积分10
11秒前
amy发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
汉堡包应助Chengsir采纳,获得10
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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Research for Social Workers 1000
Psychology and Work Today 800
Mastering New Drug Applications: A Step-by-Step Guide (Mastering the FDA Approval Process Book 1) 800
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5896293
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6709587
关于积分的说明 15733700
捐赠科研通 5018773
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2702682
邀请新用户注册赠送积分活动 1649407
关于科研通互助平台的介绍 1598574