Tuning Surface Potential Polarization to Enhance N2 Affinity for Ammonia Electrosynthesis

电合成 材料科学 法拉第效率 吸附 纳米技术 电催化剂 傅里叶变换红外光谱 氧化还原 电化学 化学工程 物理化学 电极 工程类 化学 冶金
作者
Hongbo Wang,Chenyang Zhang,Boling Liu,Wenqing Li,Changzhong Jiang,Zunjian Ke,Dong He,Xiangheng Xiao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (24): e2401032-e2401032 被引量:34
标识
DOI:10.1002/adma.202401032
摘要

Abstract Electrocatalytic N 2 reduction reaction (NRR) to synthesize ammonia is a sustainable reaction that is expected to replace Haber Bosch process. Laminated Bi 2 WO 6 has great potential as an NRR electrocatalyst, however, the effective activity requires that the inert substrate is fully activated. Here, for the first time, success is achieved in activating the Bi 2 WO 6 basal planes with NRR activity through Ti doping. The introduction of Ti successfully tunes the surface potential distribution and enhances the N 2 adsorption. The subsequently strong hybrid coupling of d(Ti)‐p(N) orbitals fills the electronic state of N 2 antibonding molecular orbital, which greatly weakens the bonding strength of N≡N bonds. Further, in situ synchrotron radiation‐based Fourier transform infrared (SR‐FTIR) spectrum and theoretical calculations show that surface potential polarization enhances the adsorption of HNN* by Bi‐Ti dual‐metal sites, which is beneficial for the subsequent activation hydrogenation process. The Ti‐Bi 2 WO 6 nanosheets achieve 11.44% Faradaic efficiency (−0.2 V vs. RHE), a NH 3 yield rate of 23.14 µg mg −1 h −1 ( 15 N calibration), and satisfactory stability in 0.1 M HCl environment. The mutual assistance of theory and experiment can help understand and develop of excellent two‐dimensional (2D) materials for the NRR.
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
刚刚
simon发布了新的文献求助10
刚刚
TiAmo完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
小宋同学完成签到,获得积分10
2秒前
大黄鸭的小黄人完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
董岩完成签到,获得积分10
3秒前
Present完成签到,获得积分10
4秒前
A1B2C3D4E5F6完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
kathy发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
零零零发布了新的文献求助20
5秒前
科研通AI6.1应助屈春洋采纳,获得10
5秒前
111完成签到,获得积分10
6秒前
夕荀发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Dean应助Shyee采纳,获得50
6秒前
晴天娃娃完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
zwd完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
CHENYINGYING完成签到 ,获得积分10
9秒前
max完成签到,获得积分10
9秒前
11111发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
瑶咕隆咚发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
rui完成签到 ,获得积分10
10秒前
九点半上课了完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
JamesPei应助氯化氢采纳,获得10
11秒前
光亮白山完成签到 ,获得积分10
11秒前
狂野画板发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
毛彬发布了新的文献求助10
13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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6022313
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7640879
关于积分的说明 16168732
捐赠科研通 5170389
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766748
邀请新用户注册赠送积分活动 1749987
关于科研通互助平台的介绍 1636818