Two-dimensional transition metal borides as high activity and selectivity catalysts for ammonia synthesis

催化作用 氨生产 材料科学 活动站点 过渡金属 吸附 金属 反应速率 无机化学 化学工程 物理化学 化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Haona Zhang,Shuhua Wang,Hao Wang,Baibiao Huang,Shuping Dong,Ying Dai,Wei Wei
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:13 (41): 17331-17339 被引量:18
标识
DOI:10.1039/d1nr05774j
摘要

In comparison to defect/doping induced activity in materials, transition metal borides with exposed metal atoms, large specific surface area, and high active site density show advantages as durable and efficient catalysts for specific electrochemical reactions. In this work, ReB2 for N2 reduction reaction (NRR) for ammonia (NH3) with a record-low limiting potential of UL = -0.05 V and high Faraday efficiency (FE) of 100% is screened out from a new class of TMB2. It is concluded that high pressure/temperature is favorable to N2 adsorption and kinetic barrier minimization; the maximal turnover frequency (TOF) at 700 K and 100 bar is 1.24 × 10-2 per s per site, which is comparable to that of the benchmark Fe3/Al2O3 catalysts, achieving an extremely fast reaction rate. In addition, crystal orbital Hamilton population (COHP) of *N2 reveals the intrinsic origin of N2 activation by analyzing the d-2π* interactions, and integrated COHP could be a quantitative descriptor to describe the N2 activation degree. It is evident that our results not only identify an efficient NRR electrocatalyst in particular, paving the way for sustainable NH3 production, but also explain the chemical and physical origin of the activity, advancing the design principle for catalysts for various reactions in general.
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
刚刚
Max完成签到,获得积分10
1秒前
乐观的雁易完成签到 ,获得积分10
1秒前
lgh完成签到,获得积分10
1秒前
4秒前
Max发布了新的文献求助10
5秒前
木光发布了新的文献求助10
7秒前
hml123完成签到,获得积分10
8秒前
Ethan完成签到 ,获得积分0
8秒前
一心完成签到,获得积分10
8秒前
blissche完成签到 ,获得积分10
9秒前
三伏天发布了新的文献求助10
11秒前
Kitty完成签到,获得积分10
12秒前
Jerry完成签到,获得积分10
13秒前
hujun完成签到 ,获得积分10
15秒前
wanlino1完成签到,获得积分10
16秒前
为你等候完成签到,获得积分10
17秒前
yuze_22完成签到,获得积分10
18秒前
ZH完成签到,获得积分10
20秒前
Tianju完成签到,获得积分10
20秒前
三伏天完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
25秒前
冷静的薯片完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
孙某人完成签到 ,获得积分10
28秒前
zhjeddie完成签到 ,获得积分10
30秒前
hyx完成签到,获得积分10
30秒前
悦耳玲完成签到 ,获得积分10
33秒前
一一发布了新的文献求助10
34秒前
KK完成签到 ,获得积分10
36秒前
37秒前
火星上访旋完成签到,获得积分10
38秒前
bingyutian1982完成签到,获得积分10
41秒前
等灯等邓等灯灯完成签到,获得积分10
44秒前
每天都很忙完成签到 ,获得积分10
44秒前
Nicole完成签到 ,获得积分10
46秒前
51秒前
流沙无言完成签到 ,获得积分10
51秒前
ddttdt完成签到 ,获得积分10
56秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
Case Research: The Case Writing Process 300
Global Geological Record of Lake Basins 300
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 3142849
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793757
关于积分的说明 7807197
捐赠科研通 2450021
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303576
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627016
版权声明 601350