Biomimetic Elastic Single‐Atom Protrusions Enhance Ammonia Electrosynthesis

氨生产 法拉第效率 材料科学 电合成 电催化剂 电化学 化学 无机化学 物理化学 电极 有机化学
作者
Yuntong Sun,Yin Huang,Fanglei Yao,Meng Tian,Jin Wang,Wenjun Fan,Junwu Zhu,Jong‐Min Lee
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202418095
摘要

Electrocatalytic nitrogen (N2) reduction reaction (eNRR) is a promising route for sustainable ammonia (NH3) generation, but the eNRR efficiency is dramatically impeded by the sluggish reaction kinetics. Herein, inspired by the dynamic extension‐contraction of sea anemone tentacles in response to environmental changes, we propose a biomimetic elastic Mo single‐atom protrusion on vanadium oxide support (pSA Mo/VOH) electrocatalyst featuring a symmetry‐breaking Mo site and an elastic Mo−O4 pyramid for efficient eNRR. In‐situ spectroscopy and theoretical calculations reveal that the protruding Mo‐induced symmetry‐breaking structure optimizes the d electron filling of Mo, enhancing the back‐donation to the π* antibonding orbital, effectively polarizing the N≡N bond and reducing the barrier from *N2 to *N2H. Notably, the elastic Mo−O4 pyramidal structure of pSA Mo provides a dynamic Mo−O microenvironment during continuous eNRR processes. This optimizes the electronic structure of the Mo sites based on different reaction intermediates, enhancing the adsorption of various N intermediates and maintaining low barriers throughout the six‐step hydrogenation process. Consequently, the elastic pSA Mo/VOH exhibits an excellent NH3 yield rate of 50.71 ± 1.12 μg h−1 mg−1 and a Faradaic efficiency of 35.38 ± 1.03%, outperforming most electrocatalysts.
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
石中酒完成签到 ,获得积分10
2秒前
athena发布了新的文献求助30
3秒前
美好沛萍完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
史超完成签到,获得积分10
5秒前
锦鲤完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助孤梦落雨采纳,获得10
5秒前
Wshtiiiii发布了新的文献求助10
6秒前
yi完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得20
11秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
13秒前
希望天下0贩的0应助宥啊采纳,获得10
13秒前
14秒前
marjorie应助田田采纳,获得10
15秒前
Last炫神丶发布了新的文献求助10
16秒前
SYY完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
快乐藤椒堡完成签到 ,获得积分10
19秒前
江宜完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
孤梦落雨发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
妞妞完成签到,获得积分10
20秒前
宥啊完成签到,获得积分20
21秒前
22秒前
娟娟完成签到,获得积分10
23秒前
小田完成签到,获得积分20
24秒前
宥啊发布了新的文献求助10
26秒前
852应助甜甜信封采纳,获得10
26秒前
QQQ关闭了QQQ文献求助
27秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
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 3136060
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2786881
关于积分的说明 7779829
捐赠科研通 2443052
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298859
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625232
版权声明 600870