Reactivity of nitrogen atoms from Zif-8 structure deposited over Ti3C2 MXene in the electrochemical nitrogen reduction reaction

电化学 电催化剂 氮气 阴极 氧化还原 材料科学 反应性(心理学) 无机化学 化学工程 化学 电极 物理化学 有机化学 医学 替代医学 病理 工程类
作者
André L.A. Marinho,Clément Comminges,Aurélien Habrioux,Stéphane Célérier,Nicolas Bion,Cláudia Morais
出处
期刊:Chemical Communications [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:59 (67): 10133-10136 被引量:7
标识
DOI:10.1039/d3cc02693k
摘要

The electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR) to produce NH3 is the most efficient, eco-friendly and cost-effective alternative to the Haber-Bosch process. It is crucial to investigate and develop electrocatalysts selective for NH3 synthesis. In recent studies, the Ti3C2 MXene has emerged as a highly promising electrocatalyst for the NRR process. In this work, we explore the effect of Zif-8 addition over MXene sheets in order to control the rate of hydrogen evolution reaction (HER). Despite the better result obtained for Zif-8@Ti3C2 (3.0 μg NH3 gcat-1 h-1 at -0.55 V/RHE), the ammonia produced when using Zif-8@Ti3C2 as cathode material is shown to be originated from nitrogen atoms contained in the Zif-8 structure instead of those of N2. The results shed light to the need to fully understand the N2 electroreduction process over N-containing electrocatalysts.
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