Atomically Dispersed Single Ni Site Catalysts for Nitrogen Reduction toward Electrochemical Ammonia Synthesis Using N2 and H2O

电合成 催化作用 氨生产 可逆氢电极 电化学 电催化剂 选择性 产量(工程) 氮气 无机化学 活动站点 材料科学 过渡金属 化学工程 化学 电极 工作电极 物理化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Shreya Mukherjee,Xiaoxuan Yang,Weitao Shan,Widitha S. Samarakoon,S. Karakalos,David A. Cullen,Karren L. More,Maoyu Wang,Zhenxing Feng,Guofeng Wang,Gang Wu
出处
期刊:Small methods [Wiley]
卷期号:4 (6) 被引量:189
标识
DOI:10.1002/smtd.201900821
摘要

Abstract Ammonia (NH 3 ) electrosynthesis gains significant attention as NH 3 is essentially important for fertilizer production and fuel utilization. However, electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR) remains a great challenge because of low activity and poor selectivity. Herein, a new class of atomically dispersed Ni site electrocatalyst is reported, which exhibits the optimal NH 3 yield of 115 µg cm −2 h −1 at –0.8 V versus reversible hydrogen electrode (RHE) under neutral conditions. High faradic efficiency of 21 ± 1.9% is achieved at ‐0.2 V versus RHE under alkaline conditions, although the ammonia yield is lower. The Ni sites are stabilized with nitrogen, which is verified by advanced X‐ray absorption spectroscopy and electron microscopy. Density functional theory calculations provide insightful understanding on the possible structure of active sites, relevant reaction pathways, and confirm that the Ni‐N 3 sites are responsible for the experimentally observed activity and selectivity. Extensive controls strongly suggest that the atomically dispersed NiN 3 site‐rich catalyst provides more intrinsically active sites than those in N‐doped carbon, instead of possible environmental contamination. This work further indicates that single‐metal site catalysts with optimal nitrogen coordination is very promising for NRR and indeed improves the scaling relationship of transition metals.
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
顺心易云完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
可爱的函函应助WANGYU采纳,获得10
2秒前
asdfqwer应助长情的千风采纳,获得10
4秒前
在水一方应助顺心易云采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.4应助mmm采纳,获得10
5秒前
天晴应助Augenstern采纳,获得10
6秒前
孙皓阳完成签到,获得积分10
7秒前
天真傻姑发布了新的文献求助10
7秒前
丁侨发布了新的文献求助10
7秒前
lifeng完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
SciGPT应助千纸鹤采纳,获得10
8秒前
10秒前
zhl完成签到,获得积分10
12秒前
baoqh完成签到,获得积分20
13秒前
15秒前
15秒前
16秒前
zcs完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
甜甜幼蓉发布了新的文献求助30
17秒前
艾妮妮完成签到,获得积分10
18秒前
Wuu完成签到,获得积分10
19秒前
周伦朗发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
科研通AI6.3应助mmm采纳,获得10
19秒前
安详的凛完成签到,获得积分20
20秒前
慕青应助Gfi采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
艾妮妮发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
24秒前
24秒前
司徒诗蕾完成签到,获得积分10
24秒前
25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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
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 7357323
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8968159
关于积分的说明 19056760
捐赠科研通 7004866
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222353
关于科研通互助平台的介绍 2386506
邀请新用户注册赠送积分活动 2203089