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:374
标识
DOI:10.1038/s41467-022-29926-w
摘要

The electrochemical nitrate reduction reaction (NO3RR) 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 *NO3 is not directly affected. Among those intermetallics predicted, we synthesize monodisperse ordered B2 CuPd nanocubes that demonstrate high performance for NO3RR to ammonia with a Faradaic efficiency of 92.5% at -0.5 VRHE and a yield rate of 6.25 mol h-1 g-1 at -0.6 VRHE. 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
欢呼的夏山完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
慕青应助木槿采纳,获得10
4秒前
4秒前
JamesPei应助研友_VZGvVn采纳,获得10
4秒前
Qixin发布了新的文献求助10
5秒前
Rui_Rui应助chiweiyoung采纳,获得10
5秒前
yyds发布了新的文献求助10
6秒前
wyg1994完成签到,获得积分10
8秒前
烟花应助爱你不商量采纳,获得10
9秒前
hahahaweiwei完成签到,获得积分10
11秒前
上官若男应助charint采纳,获得10
11秒前
12秒前
14秒前
溪泉发布了新的文献求助10
15秒前
Qixin完成签到 ,获得积分20
15秒前
16秒前
布拉布拉完成签到,获得积分10
16秒前
karmenda发布了新的文献求助30
18秒前
18秒前
Akim应助123321采纳,获得30
20秒前
山青水秀发布了新的文献求助10
21秒前
久别完成签到,获得积分10
21秒前
赘婿应助06仔采纳,获得10
22秒前
22秒前
sprileye完成签到,获得积分10
22秒前
xcltzh2517完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
25秒前
SciGPT应助Yu_Hang采纳,获得10
25秒前
25秒前
CC完成签到,获得积分10
25秒前
落雪完成签到,获得积分10
26秒前
大雄先生完成签到,获得积分10
26秒前
土豆烤肉完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
28秒前
28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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Superabsorbent Polymers: Synthesis, Properties and Applications 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6351782
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8166367
关于积分的说明 17186295
捐赠科研通 5407899
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863021
邀请新用户注册赠送积分活动 1840543
关于科研通互助平台的介绍 1689612