Local Spin‐State Tuning of Iron Single‐Atom Electrocatalyst by S‐Coordinated Doping for Kinetics‐Boosted Ammonia Synthesis

材料科学 电催化剂 兴奋剂 氨生产 催化作用 电化学 质子化 反键分子轨道 光化学 自旋态 纳米技术 化学物理 无机化学 电子 物理化学 原子轨道 化学 电极 光电子学 有机化学 物理 离子 量子力学
作者
Yan Li,Yaxin Ji,Yingjie Zhao,Junxiang Chen,Sixing Zheng,Xiahan Sang,Bin Yang,Zhongjian Li,Lecheng Lei,Zhenhai Wen,Xinliang Feng,Yang Hou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (28): e2202240-e2202240 被引量:204
标识
DOI:10.1002/adma.202202240
摘要

Abstract The electrochemical nitrogen reduction reaction (e‐NRR) is envisaged as alternative technique to the Haber–Bosch process for NH 3 synthesis. However, how to develop highly active e‐NRR catalysts faces daunting challenges. Herein, a viable strategy to manipulate local spin state of isolated iron sites through S‐coordinated doping (Fe SA ‐NSC) is reported. Incorporation of S in the coordination of Fe SA ‐NSC can induce the transition of spin‐polarization configuration with the formation of a medium‐spin‐state of Fe (t 2g 6 e g 1), which is beneficial for facilitating e g electrons to penetrate the antibonding π‐orbital of nitrogen. As a consequence, a record‐high current density up to 10 mA cm −2 can be achieved, together with a high NH 3 selectivity of ≈10% in a flow cell reactor. Both experimental and theoretical analyses indicate that the monovalent Fe(I) atomic center in the Fe SA ‐NSC after the S doping accelerates the N 2 activation and protonation in the rate‐determining step of *N 2 to *NNH.
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
金色晨光完成签到,获得积分10
刚刚
Jenna完成签到 ,获得积分10
1秒前
青青小筑发布了新的文献求助10
1秒前
王卓文发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
Hello应助zhangdamiao采纳,获得10
2秒前
2秒前
幽默龙猫完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
安xx完成签到,获得积分10
3秒前
soul完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
空心阁人完成签到,获得积分10
3秒前
甜美沛容发布了新的文献求助10
3秒前
666完成签到 ,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助漂亮的芒果采纳,获得10
4秒前
4秒前
Darker完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
zhuzhu完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
金2022完成签到,获得积分10
5秒前
XXPP发布了新的文献求助10
5秒前
灰灰发布了新的文献求助10
5秒前
wei发布了新的文献求助10
6秒前
顾瑀完成签到,获得积分10
6秒前
彭博关注了科研通微信公众号
6秒前
6秒前
迅速的鹤完成签到,获得积分10
6秒前
ghdrghh完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
任性的老四完成签到,获得积分10
7秒前
小牛发布了新的文献求助10
7秒前
tiptip应助易yi采纳,获得10
7秒前
所所应助易yi采纳,获得10
7秒前
地之衣兮完成签到,获得积分10
7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
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6013718
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7585223
关于积分的说明 16143045
捐赠科研通 5161263
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763570
邀请新用户注册赠送积分活动 1743713
关于科研通互助平台的介绍 1634431