Breaking linear scaling relations by strain engineering on MXene for boosting N2 electroreduction

催化作用 选择性 吸附 化学 缩放比例 拉伤 线性比例尺 应变工程 限制 组合化学 计算化学 纳米技术 化学物理 材料科学 物理化学 有机化学 数学 医学 机械工程 几何学 大地测量学 内科学 工程类 地理
作者
Ying Li,Dongyue Gao,Chengchun Tang,Zhonglu Guo,Naihua Miao,Baisheng Sa,Jian Zhou,Zhimei Sun
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:658: 114-126 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.12.046
摘要

The development of N2 reduction reaction (NRR) electrocatalysts with excellent activity and selectivity is of great significance, but adsorption-energy linear scaling relations between reaction intermediates severely hamper the realization of this aspiration. Here, we propose an elegant strain engineering strategy to break the linear relations in NRR to promote catalytic activity and selectivity. Our results show that the N–N bond lengths of adsorbed N2 with side-on and end-on configurations exhibit opposite variations under strains, which is illuminated by establishing two different N2 activation mechanisms of "P-P" (Pull-Pull) and "E-E" (Electron-Electron). Then, we highlight that strain engineering can break the linear scaling relations in NRR, selectively optimizing the adsorption of key NH2NH2** and NH2* intermediates to realize a lower limiting potential (UL). Particularly, the catalytic activity-selectivity trade-off of NRR on MXene can be circumvented, resulting in a low UL of −0.25 V and high Faraday efficiency (FE), which is further elucidated to originate from the strain-modulated electronic structures. Last but not least, the catalytic sustainability of MXene under strain has been guaranteed. This work not only provides fundamental insights into the strain effect on catalysis but also pioneers a new avenue toward the rational design of superior NRR catalysts.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
思源应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
单薄惜文应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
2秒前
4秒前
科研通AI2S应助xingyi采纳,获得10
6秒前
xyy9919完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Owen应助满意的飞阳采纳,获得10
7秒前
melon发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
hoshi发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
monere应助小美采纳,获得80
10秒前
小吴完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
高手中的糕手完成签到,获得积分10
13秒前
邱洪纲完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
赘婿应助uiwh采纳,获得10
14秒前
17秒前
17秒前
小蘑菇应助Ali采纳,获得10
18秒前
crack完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
21秒前
21秒前
fenqin发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
犹豫依丝应助包容的人生采纳,获得20
22秒前
22秒前
搜集达人应助crack采纳,获得10
23秒前
23秒前
打打应助坦率的棉花糖采纳,获得10
24秒前
潘啊潘完成签到 ,获得积分10
25秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 830
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3247717
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2890987
关于积分的说明 8265743
捐赠科研通 2559230
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1388048
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 650670
邀请新用户注册赠送积分活动 627571