Electrocatalytic nitrogen reduction to ammonia at low overpotentials based on tungsten carbide doped by non-precious metal single cobalt atoms

碳化钨 金属 无机化学 氮气 材料科学 碳化物 兴奋剂 还原(数学) 化学 冶金 光电子学 有机化学 几何学 数学
作者
Ya Gao,Mengjiao Zhu,Xianhe Liu,Guoliang Dai,Yiwen Zhou,Ze-Da Meng,Li Luo,Gan Tian,Feng Chen,Yuyang Zhou,Wenwen Deng,Shou‐Qing Liu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:493: 152659-152659 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.152659
摘要

The high overpotentials are substantial obstacles for electrocatalytic nitrogen reduction reaction (NRR). The development of non-precious metal electrocatalysts with low overpotentials and high Faradaic efficiencies is crucial for NRR. In this study, we synthesized a series of cobalt-doped WC electrocatalysts by incorporating Co single-atoms into WC lattices. The NRR performance was evaluated using linear sweep voltammetry, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy,and chronoamperometry in a 0.10 mol/L H2SO4 electrolyte.The results demonstrated that the potential onset for NRR on Co0.05W0.95C was −0.05 V vs RHE, and the ammonia yield of Co0.05W0.95C electrocatalyst reached 32.49 ± 0.06 µg·h−1·cm−2 with a Faradaic efficiency of 27.17 ± 0.5 % at a low overpotential of 192 mV under ambient conditions while the performance of the pure cobalt metal is very poor reported by the previous report for NRR. Furthermore,the addition of SCN- ions in the 0.10 mol/L H2SO4 electrolyte reduced the current for NRR.This observation suggests that the Co atoms doped in WC lattices serve as active sites for N2 reduction. Theory calculations further verified that N2 molecules were adsorbed on cobalt atoms in Co-doped WC lattices by N2-bridge bonds, called enzymatic mechanism, nitrogen molecules were reduced to ammonia following the enzymatic mechanism, which resulted in an extremely low overpotential for NRR.
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
lk发布了新的文献求助10
刚刚
Chen完成签到,获得积分10
刚刚
6秒前
8秒前
优秀的语兰完成签到,获得积分10
9秒前
小小猪完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
Hayat发布了新的文献求助10
12秒前
周兰兰发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
安静的明辉完成签到,获得积分10
17秒前
布布爱吃炸鸡完成签到,获得积分10
20秒前
周兰兰完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
旧旧完成签到 ,获得积分10
22秒前
老八完成签到,获得积分10
24秒前
落寞蓝天发布了新的文献求助10
27秒前
勤奋的热狗完成签到 ,获得积分10
30秒前
happy完成签到,获得积分10
32秒前
35秒前
宜醉宜游宜睡应助lanbing802采纳,获得10
35秒前
36秒前
宣洋发布了新的文献求助10
39秒前
托塔小姐完成签到,获得积分10
39秒前
在水一方应助清脆的丹南采纳,获得10
41秒前
余琳发布了新的文献求助10
41秒前
43秒前
旧梦发布了新的文献求助10
44秒前
47秒前
清脆的丹南完成签到,获得积分10
47秒前
49秒前
ywq发布了新的文献求助10
49秒前
50秒前
宣洋完成签到,获得积分20
50秒前
50秒前
wllllll发布了新的文献求助20
52秒前
53秒前
坚强的虔发布了新的文献求助10
54秒前
55秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
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 3161053
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2812453
关于积分的说明 7895410
捐赠科研通 2471252
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315934
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631074
版权声明 602094