Thermally Enhanced Relay Electrocatalysis of Nitrate-to-Ammonia Reduction over Single-Atom-Alloy Oxides

化学 电催化剂 催化作用 氨生产 无机化学 化学工程 电化学 电极 有机化学 物理化学 工程类
作者
Kui Liu,Hongmei Li,Minghao Xie,Pengfei Wang,Zhaoyu Jin,Yuanting Liu,Min Zhou,Panpan Li,Guihua Yu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (11): 7779-7790 被引量:295
标识
DOI:10.1021/jacs.4c00429
摘要

The electrochemical nitrate reduction reaction (NO3RR) holds promise for converting nitrogenous pollutants to valuable ammonia products. However, conventional electrocatalysis faces challenges in effectively driving the complex eight-electron and nine-proton transfer process of the NO3RR while also competing with the hydrogen evolution reaction. In this study, we present the thermally enhanced electrocatalysis of nitrate-to-ammonia conversion over nickel-modified copper oxide single-atom alloy oxide nanowires. The catalyst demonstrates improved ammonia production performance with a Faradaic efficiency of approximately 80% and a yield rate of 9.7 mg h-1 cm-2 at +0.1 V versus a reversible hydrogen electrode at elevated cell temperatures. In addition, this thermally enhanced electrocatalysis system displays impressive stability, interference resistance, and favorable energy consumption and greenhouse gas emissions for the simulated industrial wastewater treatment. Complementary in situ analyses confirm that the significantly superior relay of active hydrogen species formed at Ni sites facilitates the thermal-field-coupled electrocatalysis of Cu surface-adsorbed *NOx hydrogenation. Theoretical calculations further support the thermodynamic and kinetic feasibility of the relay catalysis mechanism for the NO3RR over the Ni1Cu model catalyst. This study introduces a conceptual thermal-electrochemistry approach for the synergistic regulation of complex catalytic processes, highlighting the potential of multifield-coupled catalysis to advance sustainable-energy-powered chemical synthesis technologies.
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
菜狗发布了新的文献求助10
刚刚
十三完成签到,获得积分10
1秒前
南楼小阁主完成签到,获得积分10
3秒前
不吃圣代完成签到 ,获得积分10
3秒前
刘奎冉发布了新的文献求助10
3秒前
小木没有烦恼完成签到 ,获得积分10
4秒前
白桃发布了新的文献求助10
5秒前
huxuehong完成签到 ,获得积分10
6秒前
不吃辣椒完成签到,获得积分10
6秒前
无私绿兰完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
CodeCraft应助卷清采纳,获得10
8秒前
所所应助比保暖还要暖采纳,获得10
8秒前
明月完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI6.4应助李嘶咩采纳,获得10
12秒前
13秒前
Brian发布了新的文献求助10
13秒前
xiaoyan完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
wy.he举报超级绮波求助涉嫌违规
17秒前
星辰大海应助刘奎冉采纳,获得10
17秒前
欣喜南莲发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI6.3应助Echo采纳,获得10
19秒前
Ava应助Brian采纳,获得10
21秒前
Jocelyn完成签到,获得积分10
21秒前
yangjinru完成签到 ,获得积分10
22秒前
22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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Roms fliessende Grenzen : Archäologische Landesausstellung Nordrhein-Westfalen 1000
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Geist der Kunst und Kultur 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7426541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9029315
关于积分的说明 19234500
捐赠科研通 7054754
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3235770
关于科研通互助平台的介绍 2399280
邀请新用户注册赠送积分活动 2218428