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
婷婷完成签到,获得积分10
1秒前
炙热灵枫发布了新的文献求助10
2秒前
科研小天才完成签到,获得积分20
2秒前
上官若男应助一兀采纳,获得10
3秒前
4秒前
酷波er应助初景采纳,获得10
4秒前
cm完成签到,获得积分10
5秒前
11414完成签到,获得积分10
5秒前
绵马紫萁完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
虚幻溪灵发布了新的文献求助10
8秒前
共享精神应助细心的语蓉采纳,获得10
8秒前
mahehivebv111完成签到,获得积分10
10秒前
苦瓜发布了新的文献求助10
10秒前
lizhenya完成签到 ,获得积分10
10秒前
YJ发布了新的文献求助10
15秒前
小傲娇0318完成签到,获得积分10
15秒前
诸葛语琴完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
Cloris完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
小蘑菇应助韩琳采纳,获得30
18秒前
甜美枫完成签到,获得积分10
18秒前
星辰大海应助tang采纳,获得10
19秒前
ding应助Circle采纳,获得10
20秒前
清秀小霸王完成签到 ,获得积分10
21秒前
感动的寒风完成签到,获得积分10
21秒前
Sen_Wang发布了新的文献求助10
22秒前
隐形曼青应助xxx采纳,获得10
22秒前
23秒前
23秒前
称心寻琴关注了科研通微信公众号
24秒前
大模型应助邢收心采纳,获得20
24秒前
25秒前
李爱国应助emily采纳,获得10
25秒前
期刊完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
研友_Z7mQ2L完成签到,获得积分10
26秒前
Owen应助Tea采纳,获得20
26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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Social Psychology in the Real World 800
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
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 7411641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9015684
关于积分的说明 19203099
捐赠科研通 7043605
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3233451
关于科研通互助平台的介绍 2395636
邀请新用户注册赠送积分活动 2215464