High-Performance Electrochemical NO Reduction into NH3 by MoS2 Nanosheet

化学工程 还原(数学) 过电位 二硫化钼 电极 氧化还原 催化作用
作者
Longcheng Zhang,Jie Liang,Yuanyuan Wang,Ting Mou,Yiting Lin,Luchao Yue,Tingshuai Li,Qian Liu,Yonglan Luo,Na Li,Bo Tang,Yang Liu,Shuyan Gao,Abdulmohsen Ali Alshehri,Xiaodong Guo,Dongwei Ma,Xuping Sun
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:60 (48): 25263-25268 被引量:12
标识
DOI:10.1002/anie.202110879
摘要

Electrochemical reduction of NO not only offers an attractive alternative to the Haber-Bosch process for ambient NH 3 production but mitigates the human-caused unbalance of nitrogen cycle. Herein, we report that MoS 2 nanosheet on graphite felt (MoS 2 /GF) acts as an efficient and robust 3D electrocatalyst for NO-to-NH 3 conversion. In acidic electrolyte, such MoS 2 /GF attains a maximal Faradaic efficiency of 75.9% and a large NH 3 yield of up to 91 µmol cm -2 h -1 . Using MoS 2 nanosheet-loaded carbon paper as the cathode, a proof-of-concept device of Zn-NO battery was assembled to deliver a discharge power density of 1.04 mW cm -2 and an NH 3 yield of 452 µg h -1 mg cat. -1 . Theoretical calculations reveal that the positively charged Mo-edge sites facilitate NO adsorption/activation via an acceptance-donation mechanism and unfavor the binding of protons and the coupling of N-N bond.
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