Molecular Crowding Effect in Aqueous Electrolytes to Suppress Hydrogen Reduction Reaction and Enhance Electrochemical Nitrogen Reduction

材料科学 电化学 氧化还原 催化作用 无机化学 水溶液 动力学 产量(工程) 电解质 化学 电极 有机化学 物理化学 量子力学 物理 冶金
作者
Ying Guo,Jinxing Gu,Rong Zhang,Shaoce Zhang,Zhen Li,Yuwei Zhao,Zhaodong Huang,Jun Fan,Zhongfang Chen,Chunyi Zhi
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (36) 被引量:133
标识
DOI:10.1002/aenm.202101699
摘要

Abstract The H 2 evolution reaction (HER), one of the most intractable issues for the electrochemical N 2 reduction reaction (NRR), seriously hinders NH 3 production selectivity and yield rate. Considering that hydrogenation reactions are essential to the aqueous NRR process, acidic electrolytes would be an optimum choice for NRR as long as the proton content and the HER kinetics can be well balanced. However, there is a striking lack of strategies available for electrolyte optimization, i.e ., rationally regulating electrolytes to suppress HER and promote NRR, to achieve impressive NRR activity. Herein, a HER‐suppressing electrolytes are developed using hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) as the electrolyte additive by taking advantage of its molecular crowding effect, which promotes the NRR by retarding HER kinetics. On a TiO 2 nanoarray electrode, a significantly improved NRR activity with NH 3 Faraday efficiency (FE) of 32.13% and yield of 1.07 µmol·cm −2 ·h −1 is achieved in the PEG‐containing acidic electrolytes, 9.4‐times and 3.5‐times higher than those delivered in the pure acidic electrolytes. Similar enhancements are achieved with Pd/C and Ru/C catalysts, as well as in an alkaline electrolyte, demonstrating a universally positive effect of molecular crowding in the NRR. This work casts new light on aqueous electrolyte design in retarding HER kinetics and expediting the NRR.
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
天天快乐应助白告采纳,获得10
1秒前
不吃香菜完成签到,获得积分10
2秒前
Akim应助锂氧采纳,获得10
2秒前
烟花应助小西采纳,获得10
3秒前
慕青应助曹子睿采纳,获得10
4秒前
4秒前
么么鱼发布了新的文献求助10
4秒前
任旭东发布了新的文献求助10
5秒前
谁是mxh发布了新的文献求助10
5秒前
西尔扎提完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
抓头发发布了新的文献求助30
5秒前
yyt发布了新的文献求助10
6秒前
慈祥的玉兰给慈祥的玉兰的求助进行了留言
6秒前
6秒前
桐桐应助常富育采纳,获得10
9秒前
xyz完成签到,获得积分10
9秒前
Auriga发布了新的文献求助10
9秒前
welbeck发布了新的文献求助10
10秒前
西尔扎提发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
aajhajkahna应助悦耳的飞凤采纳,获得10
11秒前
星辰大海应助勤劳的青亦采纳,获得10
12秒前
CipherSage应助实验鱼采纳,获得10
12秒前
谁是mxh完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
任旭东完成签到,获得积分10
15秒前
搞怪冷之完成签到 ,获得积分10
16秒前
乐乐应助cc采纳,获得10
16秒前
Aurora发布了新的文献求助10
16秒前
Erintsai完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
ding应助默默紊采纳,获得10
18秒前
19秒前
常富育发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
21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
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7658390
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9228836
关于积分的说明 19838361
捐赠科研通 7225182
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3280884
关于科研通互助平台的介绍 2440883
邀请新用户注册赠送积分活动 2280747