A High Power Density Zn‐Nitrate Electrochemical Cell Based on Theoretically Screened Catalysts

材料科学 过电位 催化作用 电化学 硝酸盐 阴极 电池(电) 电化学电池 无机化学 太阳能电池 化学工程 电极 化学 光电子学 有机化学 物理化学 功率(物理) 物理 工程类 量子力学
作者
Wan Lin,Enbo Zhou,Jiafang Xie,Jing Lin,Yaobing Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (46) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adfm.202209464
摘要

Abstract Designing artificial nitrogen fixing devices with functions of light energy adsorption and driven nitrogen species upgrade and oxygen evolution is highly attractive. However, advanced catalytic materials for key NO 3 ‐ ‐to‐NH 4 + and OH ‐ ‐to‐O 2 reactions are rather rare. Herein, first principle calculations are performed to pre‐screen target catalysts and then the effective catalyst in the experiment is successfully prepared, with which, a high power density Zn‐nitrate electrochemical cell is demonstrated. The cathode catalyst can promote both reductive NO 3 ‐ ‐to‐NH 4 + and oxidative OH ‐ ‐to‐O 2 reactions in low‐overpotential pathways, contributing to the total battery reaction: NO 3 ‐ + 3H 2 O → NH 4 + + 2OH ‐ + 2O 2 . The resulting electrochemical cell shows over 90% NO 3 ‐ ‐to‐NH 4 + selectivity, a high power density over 25 mW cm ‐2 , and stable 35 h cycling at 12.5 mA cm ‐2 . Moreover, this Zn‐nitrate electrochemical cell can work driven by the photovoltaic cell with the solar‐to‐NH 3 efficiency up to 19.5%. This study demonstrates a theoretically screened catalyst realizing a photovoltaic driven high‐rate Zn‐nitrate electrochemical cell system, which mimics soybean system upgrading N species and producing oxygen.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
SYLH应助晚安好梦采纳,获得10
1秒前
2秒前
嘿ha完成签到 ,获得积分10
2秒前
啊啊啊啊跃完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
在野靡生应助何宛秋采纳,获得30
5秒前
6秒前
HTY完成签到,获得积分10
6秒前
Maga完成签到,获得积分10
6秒前
歇菜发布了新的文献求助10
6秒前
大个应助kevin采纳,获得10
7秒前
xiaotaiyang完成签到,获得积分10
7秒前
怕孤独的忆南完成签到,获得积分10
8秒前
土木搬砖法律完成签到,获得积分10
8秒前
万能图书馆应助HTY采纳,获得10
9秒前
9秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
yookia应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
HHHH驳回了Orange应助
10秒前
123完成签到,获得积分10
10秒前
鸣笛应助科研通管家采纳,获得100
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
yookia应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
yookia应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
酷波er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
11秒前
13秒前
xiaotaiyang发布了新的文献求助10
14秒前
歇菜完成签到,获得积分10
14秒前
Docgrace发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
彪壮的刺猬完成签到,获得积分10
17秒前
Singularity应助美满花生采纳,获得10
17秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
Interpretation of Mass Spectra, Fourth Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3956215
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3502433
关于积分的说明 11107557
捐赠科研通 3233009
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1787120
邀请新用户注册赠送积分活动 870498
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 802032