Isolating Cu-Zn active-sites in Ordered Intermetallics to Enhance Nitrite-to-Ammonia Electroreduction

亚硝酸盐 电催化剂 法拉第效率 催化作用 无机化学 氨生产 化学 金属间化合物 纳米孔 材料科学 合金 电化学 电极 物理化学 硝酸盐 有机化学
作者
Jiao Lan,Zhen Wang,Cheng‐Wei Kao,Ying‐Rui Lu,Feng Xie,Yongwen Tan
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 10173-10173 被引量:56
标识
DOI:10.1038/s41467-024-53897-9
摘要

Electrocatalytic nitrite reduction to the valuable ammonia is a green and sustainable alternative to the conventional Haber-Bosch method for ammonia synthesis, while the activity and selectivity for ammonia production remains poor at low nitrite concentrations. Herein, we report a nanoporous intermetallic single-atom alloy CuZn (np/ISAA-CuZn) catalyst with completely isolated Cu-Zn active-sites, which achieves neutral nitrite reduction reaction with a remarkable NH3 Faradaic efficiency over 95% and the highest energy efficiency of ≈ 59.1% in wide potential range from -0.2 to -0.8 V vs. RHE. The np/ISAA-CuZn electrocatalyst was able to operate stably at 500 mA cm-2 for 220 h under membrane electrode assembly conditions with a stabilized NH3 Faraday efficiency of ~80% and high NO2 removal rate of ~100%. A series of in situ experimental studies combined with density functional theory calculations reveal that strong electronic interactions of isolated Cu-Zn active-sites altered the protonation adsorption species, effectively alleviating the protonation barrier of *NO2 and thus greatly facilitating the selective reduction of NO2- into NH3.
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
Chris发布了新的文献求助10
刚刚
彭超发布了新的文献求助10
刚刚
完美小蘑菇完成签到,获得积分10
刚刚
一一完成签到,获得积分20
1秒前
霸气乐菱发布了新的文献求助10
1秒前
HHC完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
存在发布了新的文献求助30
2秒前
甜美的紫霜完成签到,获得积分20
2秒前
yangya发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
沉静丹寒发布了新的文献求助10
3秒前
雍以菱完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
zzzz完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
IMIke发布了新的文献求助10
6秒前
张奕泽完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
Sakura完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
毛通发布了新的文献求助10
7秒前
kong发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
完美世界应助fedehe采纳,获得10
8秒前
谦让的飞绿完成签到,获得积分10
8秒前
在水一方应助Reborn采纳,获得10
9秒前
赘婿应助aaaaa采纳,获得10
9秒前
9秒前
Chris完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
善学以致用应助高工采纳,获得10
10秒前
10秒前
kylin发布了新的文献求助50
10秒前
Alice完成签到,获得积分10
11秒前
sunsuan发布了新的文献求助10
11秒前
芊芊完成签到,获得积分10
11秒前
李爱国应助甜美的友灵采纳,获得10
11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
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Atlas of the Developing Mouse Brain 400
Austrian Economics: An Introduction 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6234478
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8058248
关于积分的说明 16811667
捐赠科研通 5314708
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2830606
邀请新用户注册赠送积分活动 1808161
关于科研通互助平台的介绍 1665719