清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Electrocatalytic nitrate-to-ammonia conversion with ~100% Faradaic efficiency via single-atom alloying

氨生产 法拉第效率 硝酸盐 无机化学 化学 Atom(片上系统) 材料科学 电化学 电催化剂 电极 物理化学 计算机科学 有机化学 嵌入式系统
作者
Jinmeng Cai,Yingying Wei,Ang Cao,Jingjing Huang,Zheng Jiang,Siyu Lu,Shuang‐Quan Zang
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:316: 121683-121683 被引量:179
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121683
摘要

Converting nitrate to ammonia (NH 3 ) with the use of electricity produced from renewable energy provides an alternative and sustainable route for NH 3 synthesis under ambient conditions. However, due to the complex mechanism involving eight electrons and nine protons transfer processes in nitrate-to-ammonia conversion, reactions run with Cu-based catalysts for NH 3 often exhibit limited selectivity and yield. Here, we report a single-atom Ni-alloyed Cu catalyst that exclusively converts nitrate into NH 3 with a maximum Faradaic efficiency of ~100% and a yield rate of 326.7 μmol h −1 cm −2 at − 0.55 V versus reversible hydrogen electrode (RHE). X-ray absorption fine structure evidence and density functional theory calculations reveal that the activated single Ni atom on the Cu catalyst regulates the third protonation step of the electrocatalytic nitrate reduction reaction (eNO 3 - RR) and increases the interaction between the Ni atom and the crucial NOOH* intermediate, thus decreasing the limiting potential and inhibiting byproduct formation. A rough estimation suggests that the price of fertilizer produced by this single-atom alloyed catalyst through the eNO 3 - RR is competitive with the Haber-Bosch process. Electrocatalytic nitrate reduction constitutes an alternative and sustainable route for NH 3 synthesis under ambient conditions. Here, the authors present a single-atom Ni-alloyed Cu electrocatalyst that exclusively converts nitrate into NH 3 with a maximum Faradaic efficiency of ~100%. • A single-atom Ni-alloyed Cu electrocatalyst that specifically converts nitrate into NH 3 . • A maximum Faradaic efficiency of ~100% can be achieved on Ni 1 Cu-SAA. • Incorporated single Ni atom decreases the limiting potential and inhibits byproduct formation. • Fertilizer prices produced by eNO 3 - RR on Ni 1 Cu-SAA are competitive with the Haber-Bosch process.
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
17秒前
Zdh同学发布了新的文献求助10
22秒前
35秒前
烟花应助黄佳怡采纳,获得10
37秒前
北辰zdx完成签到,获得积分10
38秒前
北辰zdx发布了新的文献求助10
44秒前
46秒前
黄佳怡发布了新的文献求助10
51秒前
1分钟前
zys发布了新的文献求助10
1分钟前
神明完成签到 ,获得积分10
1分钟前
感动白开水完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
科研通AI6.2应助黄佳怡采纳,获得10
1分钟前
清欢应助zys采纳,获得10
1分钟前
爆米花应助zys采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
黄佳怡发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
笨笨火龙果完成签到,获得积分10
1分钟前
姜梨给姜梨的求助进行了留言
1分钟前
Zdh同学发布了新的文献求助10
1分钟前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
科研通AI2S应助黄佳怡采纳,获得10
2分钟前
十字路口完成签到 ,获得积分10
2分钟前
惜曦完成签到 ,获得积分10
2分钟前
所所应助任性乞采纳,获得10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
斯文败类应助白华苍松采纳,获得10
3分钟前
白华苍松完成签到,获得积分10
3分钟前
七七雨后完成签到,获得积分10
3分钟前
零玖完成签到 ,获得积分10
3分钟前
满意的伊发布了新的文献求助10
3分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
Zdh同学发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
任性乞发布了新的文献求助10
4分钟前
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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
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 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6066347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7898586
关于积分的说明 16322709
捐赠科研通 5208321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2786268
邀请新用户注册赠送积分活动 1769013
关于科研通互助平台的介绍 1647813