Breaking adsorption-energy scaling limitations of electrocatalytic nitrate reduction on intermetallic CuPd nanocubes by machine-learned insights

金属间化合物 材料科学 缩放比例 氨生产 催化作用 吸附 化学物理 纳米技术 化学 物理化学 合金 复合材料 数学 有机化学 几何学
作者
Qiang Gao,Hemanth Somarajan Pillai,Yang Huang,Shikai Liu,Qingmin Mu,Xue Han,Zihao Yan,Hua Zhou,Qian He,Hongliang Xin,Huiyuan Zhu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1): 2338-2338 被引量:391
标识
DOI:10.1038/s41467-022-29926-w
摘要

Abstract The electrochemical nitrate reduction reaction (NO 3 RR) to ammonia is an essential step toward restoring the globally disrupted nitrogen cycle. In search of highly efficient electrocatalysts, tailoring catalytic sites with ligand and strain effects in random alloys is a common approach but remains limited due to the ubiquitous energy-scaling relations. With interpretable machine learning, we unravel a mechanism of breaking adsorption-energy scaling relations through the site-specific Pauli repulsion interactions of the metal d -states with adsorbate frontier orbitals. The non-scaling behavior can be realized on (100)-type sites of ordered B2 intermetallics, in which the orbital overlap between the hollow *N and subsurface metal atoms is significant while the bridge-bidentate *NO 3 is not directly affected. Among those intermetallics predicted, we synthesize monodisperse ordered B2 CuPd nanocubes that demonstrate high performance for NO 3 RR to ammonia with a Faradaic efficiency of 92.5% at −0.5 V RHE and a yield rate of 6.25 mol h −1 g −1 at −0.6 V RHE . This study provides machine-learned design rules besides the d -band center metrics, paving the path toward data-driven discovery of catalytic materials beyond linear scaling limitations.
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
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
光催化发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
yx阿聪发布了新的文献求助10
2秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
昆明官渡酒店完成签到,获得积分10
3秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
aloopp发布了新的文献求助10
3秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
AUMS完成签到,获得积分10
3秒前
汉堡包应助1521采纳,获得10
3秒前
Cecily发布了新的文献求助10
3秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
kevin完成签到,获得积分10
4秒前
酷波er应助牧紫菱采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
稳重傲白完成签到 ,获得积分10
5秒前
喵了个咪完成签到 ,获得积分10
5秒前
高兴城发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
麻薯酸奶完成签到,获得积分10
7秒前
图图发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
How to Use Machine Learning in Chemistry: An Introduction 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 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 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 7582292
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9161338
关于积分的说明 19602449
捐赠科研通 7164521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266137
关于科研通互助平台的介绍 2431010
邀请新用户注册赠送积分活动 2257331