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
刚刚
高菲完成签到,获得积分10
2秒前
丘比特应助amy采纳,获得30
2秒前
2秒前
3秒前
英俊的铭应助nano采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.2应助oliviashum采纳,获得10
4秒前
4秒前
忘记密码发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
哭泣冬瓜发布了新的文献求助10
5秒前
张欢馨应助Yan采纳,获得10
6秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
Ava应助失眠翠芙采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
Ava应助知识四面八方来采纳,获得30
11秒前
包李发布了新的文献求助10
12秒前
张欢馨应助xh采纳,获得10
13秒前
14秒前
黄剑兴发布了新的文献求助30
14秒前
myway发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
tiptip应助哭泣冬瓜采纳,获得30
17秒前
时尚的断缘完成签到,获得积分20
17秒前
nano发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
阿喔完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
23秒前
OvOlive发布了新的文献求助10
24秒前
Ava应助坚定的依丝采纳,获得10
25秒前
赘婿应助激动的丹南采纳,获得10
25秒前
minnanfan完成签到 ,获得积分10
25秒前
25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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 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 7603878
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9179678
关于积分的说明 19659628
捐赠科研通 7178973
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3269212
关于科研通互助平台的介绍 2433325
邀请新用户注册赠送积分活动 2263229