Computational examination of the kinetics of electrochemical nitrogen reduction and hydrogen evolution on a tungsten electrode

化学 热化学 电化学 限制电流 催化作用 动力学 电极 无机化学 物理化学 有机化学 量子力学 物理
作者
Árni Björn Höskuldsson,Ebrahim Tayyebi,Egill Skúlason
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:404: 362-370 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2021.10.017
摘要

Elucidating the elementary kinetics of nitrogen reduction on transition metal surfaces can guide the search for materials capable of efficiently catalysing electrochemical ammonia synthesis at ambient conditions. Density functional theory calculations are used here to explore the elementary kinetics of nitrogen reduction and hydrogen evolution on W(110). All proton-electron transfer barriers are calculated at −0.7 V vs. SHE, where the cathodic potential is explicitly modelled using a solvation bilayer of water with hydronium ions. The protonation of adsorbed NH is determined to be rate-limiting for nitrogen reduction, with a barrier of 0.65 eV. The same reaction step is potential-limiting based on the thermochemistry of adsorbed intermediates only, showing that thermochemical calculations suffice to predict catalytic trends for nitrogen reduction. The largest barrier found for hydrogen evolution at high hydrogen coverage is 0.36 eV. Thus, hydrogen evolution is expected to dominate over nitrogen reduction on W(110) at negative potentials.

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
PHI完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
YNILY完成签到 ,获得积分10
4秒前
369ninja应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
laber应助科研通管家采纳,获得50
12秒前
糖糖完成签到 ,获得积分10
13秒前
幸福幸福完成签到 ,获得积分10
23秒前
27秒前
凉了的饭菜完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
幸福完成签到 ,获得积分10
32秒前
lingling完成签到 ,获得积分10
32秒前
36秒前
36秒前
博弈完成签到 ,获得积分10
38秒前
科2研7通发布了新的文献求助10
38秒前
MarvelerYB3完成签到,获得积分10
40秒前
hcw发布了新的文献求助10
40秒前
43秒前
闪闪慕蕊完成签到 ,获得积分10
46秒前
hcw完成签到,获得积分10
48秒前
科2研7通完成签到,获得积分10
49秒前
外向的曲奇完成签到,获得积分10
57秒前
小巧的白竹完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
旺仔同学完成签到,获得积分10
1分钟前
bitman完成签到,获得积分10
1分钟前
调皮的代双完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风中星月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
jianjiao完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
施天问发布了新的文献求助10
1分钟前
施天问发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Comprehensive Organic Synthesis 400
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 6593991
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8364898
关于积分的说明 17906899
捐赠科研通 5744017
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2952248
邀请新用户注册赠送积分活动 1927620
关于科研通互助平台的介绍 1819636