Boosting Electrocatalytic Nitrate Reduction to Ammonia via Promoting Water Dissociation

离解(化学) 法拉第效率 氨生产 催化作用 电催化剂 化学 硝酸盐 合金 无机化学 电化学 材料科学 化学工程 电极 物理化学 有机化学 工程类
作者
Yiyang Zhou,Ruizhi Duan,Hao Li,Miao Zhao,Chunmei Ding,Can Li
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (16): 10846-10854 被引量:206
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c02951
摘要

Electrocatalytic nitrate reduction reaction (NO3–RR) opens opportunities for ammonia production. The sluggish kinetics of this multielectron and multiproton process has been regarded as the key issue. Herein, we report a Cu1Co5 alloy for electrocatalytic NO3–RR to NH3. It achieves a high current density (453 mA cm–2) and Faradaic efficiency (96.2%) for NH3 production at 0.075 V vs RHE, with a half-cell energy efficiency of 44.9%, higher than those of Cu, Co, and other Co-based alloys, and is among the highest value reported. We found that the interaction between Cu and Co reorganizes their electronic structure in alloys. The NO3– adsorption switches to a spontaneous process, and the *NO → *N and *NH → *NH2 processes are promoted. Importantly, the water dissociation process concerted with the transformation of N-species is proven to be rate-determining, which is facilitated on Co sites in the Cu1Co5 alloy and is essential for the enhanced NO3–RR. This inspires us a strategy for designing more efficient catalysts for NO3–RR under alkaline condition by promoting the H2O dissociation process.
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
科研通AI6.2应助平安喜楽采纳,获得10
1秒前
Katsuya完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
李大侠发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.4应助mafan采纳,获得10
2秒前
Ronnie发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
SHUAI完成签到,获得积分10
3秒前
米香脆发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
勤奋的访文完成签到,获得积分10
3秒前
wangxiangqin发布了新的文献求助10
3秒前
Ava应助脆脆采纳,获得10
4秒前
李思超完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
bkagyin应助闪闪绮露采纳,获得10
5秒前
搜集达人应助枫叶采纳,获得10
5秒前
斯文败类应助JOY采纳,获得10
6秒前
乙醇完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
LMH完成签到,获得积分10
7秒前
恣意完成签到 ,获得积分10
7秒前
Ljh完成签到,获得积分10
8秒前
sunlight完成签到,获得积分10
8秒前
元谷雪发布了新的文献求助10
8秒前
ohno耶耶耶发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
xinxin发布了新的文献求助10
9秒前
王呆完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
小二郎应助琪624采纳,获得10
10秒前
10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
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Iron‐Sulfur Clusters: Biogenesis and Biochemistry 400
Healable Polymer Systems: Fundamentals, Synthesis and Applications 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6070107
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7901957
关于积分的说明 16335846
捐赠科研通 5211014
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2787139
邀请新用户注册赠送积分活动 1769943
关于科研通互助平台的介绍 1648020