Coupling Curvature and Hydrophobicity: A Counterintuitive Strategy for Efficient Electroreduction of Nitrate into Ammonia

电催化剂 卤水 法拉第效率 电化学 化学工程 材料科学 氨生产 无机化学 解吸 化学 有机化学 电极 吸附 工程类 物理化学
作者
Jianan Gao,Qingquan Ma,Yihan Zhang,Shan Xue,Joshua Young,Meng‐Qiang Zhao,Zhiyong Jason Ren,Jae‐Hong Kim,Wen Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (14): 10302-10311 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c02020
摘要

The electrochemical upcycling of nitrate (NO3–) to ammonia (NH3) holds promise for synergizing both wastewater treatment and NH3 synthesis. Efficient stripping of gaseous products (NH3, H2, and N2) from electrocatalysts is crucial for continuous and stable electrochemical reactions. This study evaluated a layered electrocatalyst structure using copper (Cu) dendrites to enable a high curvature and hydrophobicity and achieve a stratified liquid contact at the gas–liquid interface of the electrocatalyst layer. As such, gaseous product desorption or displacement from electrocatalysts was enhanced due to the separation of a wetted reaction zone and a nonwetted zone for gas transfer. Consequently, this electrocatalyst structure yielded a 2.9-fold boost in per-active-site activity compared with that with a low curvature and high hydrophilic counterpart. Moreover, a NH3 Faradaic efficiency of 90.9 ± 2.3% was achieved with nearly 100% NO3– conversion. This high-curvature hydrophobic Cu dendrite was further integrated with a gas-extraction membrane, which demonstrated a comparable NH3 yield from the real reverse osmosis retentate brine.
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
CC完成签到,获得积分20
1秒前
cc发布了新的文献求助10
1秒前
自强不息完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
scowl完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
小马甲应助俊秀的烧鹅采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
芈钥完成签到 ,获得积分10
11秒前
蓝胖子应助落寞觅风采纳,获得50
12秒前
ygf123完成签到,获得积分20
12秒前
tttttt完成签到,获得积分10
12秒前
张文发布了新的文献求助10
12秒前
Yvonne1233完成签到 ,获得积分10
12秒前
JamesPei应助积极的誉采纳,获得30
13秒前
13秒前
qaz发布了新的文献求助10
13秒前
机灵的新波完成签到,获得积分10
14秒前
cc发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
险胜应助烂漫念文采纳,获得30
16秒前
缥缈一曲发布了新的文献求助10
16秒前
aaaaaa发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
谨慎的笑翠发布了新的文献求助200
18秒前
18秒前
丙子哥完成签到,获得积分10
18秒前
搜集达人应助WEN采纳,获得50
18秒前
cocolu应助牧豁采纳,获得10
19秒前
Orange应助浅陌采纳,获得10
19秒前
英俊的铭应助西瓜藤子采纳,获得10
20秒前
zsn完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
21秒前
CC发布了新的文献求助10
21秒前
DIDIDI完成签到 ,获得积分10
24秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 600
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 600
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
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 3301872
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2936417
关于积分的说明 8477666
捐赠科研通 2610201
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1425027
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 662250
邀请新用户注册赠送积分活动 646421