Mitigating Intraphase Catalytic‐Domain Transfer via CO2 Laser for Enhanced Nitrate‐to‐Ammonia Electroconversion and Zn‐Nitrate Battery Behavior

催化作用 电催化剂 氨生产 电池(电) 硝酸盐 化学 普鲁士蓝 质子化 无机化学 材料科学 化学工程 电化学 电极 离子 有机化学 物理化学 工程类 物理 功率(物理) 量子力学
作者
Yeryeong Lee,Jayaraman Theerthagiri,Nuttapon Yodsin,Ahreum Min,Cheol Joo Moon,Siriporn Jungsuttiwong,Myong Yong Choi
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (47) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/anie.202413774
摘要

Abstract Developing sustainable energy solutions is critical for addressing the dual challenges of energy demand and environmental impact. In this study, a zinc‐nitrate (Zn−NO 3 − ) battery system was designed for the simultaneous production of ammonia (NH 3 ) via the electrocatalytic NO 3 − reduction reaction (NO 3 RR) and electricity generation. Continuous wave CO 2 laser irradiation yielded precisely controlled CoFe 2 O 4 @nitrogen‐doped carbon (CoFe 2 O 4 @NC) hollow nanocubes from CoFe Prussian blue analogs (CoFe‐PBA) as the integral electrocatalyst for NO 3 RR in 1.0 M KOH, achieving a remarkable NH 4 + production rate of 10.9 mg h −1 cm −2 at −0.47 V versus Reversible Hydrogen Electrode with exceptional stability. In situ and ex situ methods revealed that the CoFe 2 O 4 @NC surface transformed into high‐valent Fe/CoOOH active species, optimizing the adsorption energy of NO 3 RR (*NO 2 and *NO species) intermediates. Furthermore, density functional theory calculations validated the possible NO 3 RR pathway on CoFe 2 O 4 @NC starting with NO 3 − conversion to *NO 2 intermediates, followed by reduction to *NO. Subsequent protonation forms the *NH and *NH 2 species, leading to NH 3 formation via final protonation. The Zn−NO 3 − battery utilizing the CoFe 2 O 4 @NC cathode exhibits dual functionality by generating electricity with a stable open‐circuit voltage of 1.38 V versus Zn/Zn 2+ and producing NH 3 . This study highlights the innovative use of CO 2 laser irradiation to transform Prussian blue analogs into cost‐effective catalysts with hierarchical structures for NO 3 RR‐to‐NH 3 conversion, positioning the Zn−NO 3 − battery as a promising technology for industrial applications.
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
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
1秒前
1秒前
NancyDee完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
fdwonder发布了新的文献求助10
5秒前
李希完成签到,获得积分10
5秒前
baiyang99发布了新的文献求助10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
在水一方应助好好好采纳,获得10
8秒前
8秒前
科研通AI6应助科研小白采纳,获得10
9秒前
11秒前
12秒前
12秒前
乐空思应助baiyang99采纳,获得30
14秒前
15秒前
杨自强完成签到,获得积分10
15秒前
痴情的契完成签到 ,获得积分20
16秒前
科研通AI6应助爱睡觉的猪采纳,获得10
18秒前
18秒前
小蘑菇应助默默的恶天采纳,获得10
21秒前
22秒前
10711发布了新的文献求助10
22秒前
动听觅露完成签到,获得积分10
22秒前
13211发布了新的文献求助10
26秒前
灰烬使者发布了新的文献求助10
26秒前
852应助yao chen采纳,获得10
26秒前
26秒前
27秒前
斯文败类应助十分喜欢采纳,获得10
28秒前
科研通AI6应助尼古拉斯采纳,获得10
28秒前
beauty3137发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
科研通AI6应助13211采纳,获得10
32秒前
李健应助糖葫芦采纳,获得10
32秒前
小叙完成签到 ,获得积分10
32秒前
动听觅露发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
顺利的八宝粥完成签到 ,获得积分10
34秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
Psychology of Self-Regulation 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5637910
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4744414
关于积分的说明 15000761
捐赠科研通 4796111
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2562349
邀请新用户注册赠送积分活动 1521868
关于科研通互助平台的介绍 1481716