Battery‐Driven N 2 Electrolysis Enabled by High‐Entropy Catalysts: From Theoretical Prediction to Prototype Model

法拉第效率 催化作用 析氧 电解 材料科学 电化学 阳极 电解水 纳米技术 化学工程
作者
Yuanmiao Sun,Lei Yu,Shuaishuai Xu,Sicong Xie,Lili Jiang,Jingjing Duan,Junwu Zhu,Sheng Chen
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:: 2106358-2106358
标识
DOI:10.1002/smll.202106358
摘要

A small-scale standalone device of nitrogen (N2 ) splitting holds great promise for producing ammonia (NH3 ) in a decentralized manner as the compensation or replacement of centralized Haber-Bosch process. However, the design of such a device has been impeded by sluggish kinetics of its half reactions, i.e., cathodic N2 reduction reaction (NRR) and anodic oxygen evolution reaction (OER). Here, it is predicted from density function theory that high-entropy oxides (HEOs) are potential catalysts for promoting NRR and OER, and subsequently develop a facile procedure to synthesize HEOs in the morphology of sea urchin-shaped hollow nanospheres assembled from ultrathin nanosheets. The excellent electrocatalytic activities of HEOs for both NRR (NH3 yield rate: 47.58 µg h-1 mg-1 and Faradaic efficiency (FE): 10.74%) and OER (215 mV @10 mA cm-2 ) are demonstrated. Consequently, a prototype device of N2 electrolysis driven by commercial batteries is constructed, which can operate smoothly and deliver remarkable NH3 yield rate (41.11 µg h-1 mg-1 ) and FE (14.14%). Further mechanism study has attributed the excellent catalytic performances of HEOs to their unique electronic structures originated from multi-metal synergistic effects and entropy increase effects. The work will provide new clues for designing versatile catalysts and devices for large-scale industrialization.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
寂寞的书竹完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Ghost完成签到,获得积分10
4秒前
the_tao完成签到,获得积分10
5秒前
pophoo完成签到 ,获得积分10
6秒前
慧敏完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
zyy完成签到,获得积分10
11秒前
the_tao发布了新的文献求助10
12秒前
zyy发布了新的文献求助10
14秒前
顾矜应助郭雯卓采纳,获得10
14秒前
reborn完成签到,获得积分10
14秒前
大模型应助洪洪采纳,获得10
15秒前
田様应助优雅莞采纳,获得10
15秒前
11111完成签到 ,获得积分10
16秒前
微笑的寒梦完成签到,获得积分10
16秒前
斯文败类应助Tomsen采纳,获得10
17秒前
22秒前
小柯基学从零学起完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
Tomsen发布了新的文献求助10
25秒前
小蘑菇应助qq采纳,获得10
25秒前
Avvei完成签到,获得积分10
25秒前
黑炭頭发布了新的文献求助150
27秒前
小蟑螂完成签到,获得积分10
27秒前
不爱科研完成签到 ,获得积分10
28秒前
有热心愿意完成签到,获得积分10
30秒前
Mia发布了新的文献求助20
30秒前
高贵魂幽完成签到,获得积分10
30秒前
壮观的夏云完成签到,获得积分10
34秒前
可爱丸子发布了新的文献求助10
35秒前
加油给加油的求助进行了留言
36秒前
38秒前
ppp发布了新的文献求助10
41秒前
41秒前
Chelry驳回了孙燕应助
42秒前
何必觅忧愁完成签到,获得积分10
43秒前
无奈梦岚完成签到,获得积分10
46秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3991903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3533023
关于积分的说明 11260405
捐赠科研通 3272329
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1805693
邀请新用户注册赠送积分活动 882626
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809425