Enhanced electrocatalytic nitrate reduction to ammonia on cobalt oxide nanosheets via multiscale defect modulation

硝酸盐 氧化钴 电催化剂 催化作用 无机化学 析氧 材料科学 分解水 化学工程 电解质 电解 纳米片 化学 电极 电化学 纳米技术 有机化学 工程类 物理化学 光催化 生物化学
作者
Fenglin Zhao,Guangtong Hai,Xin Li,Jiang Zhou-yan,Haihui Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:461: 141960-141960 被引量:62
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.141960
摘要

The traditional Haber-Bosch process synthesizes ammonia subjecting to harsh process conditions and high energy consumption, and the nitrate pollution is a common environmental issue due to the excessive use of fertilizers. A sustainable and moderate nitrate electrocatalytic reduction to ammonia (NO3RR) was employed to achieve N-cycle, turning waste into treasure. Pre-density functional theory calculations forecast that Co3O4 will display optimal NO3RR performance among all the spinel cobalt-based catalysts. In this work, Co3O4/Co with unique interlaced nanosheets was fabricated through electrodeposition and calcination. Benefitting from the open-pore, defective nanosheet structure and modulated oxygen vacancy, the Co3O4/Co catalyst can accumulate more nitrate on activated sites and display excellent NO3RR properties in the neutral electrolyte (ammonia yield rate: 4.43 mg h−1 cm−2, Faradaic efficiency: 88.7 %). Theoretical calculations reveal that oxygen vacancy could enhance nitrate adsorption energy, suppress hydrogen evolution reaction, and weaken the rate-determining step of *NO → *HNO. Furthermore, the continuous NO3RR flow electrolyzer has been customized with Co3O4/Co electrocatalyst and it highly enlarges ammonia yield over one day, which could accelerate the NO3RR to commercial application.
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
100发布了新的文献求助30
刚刚
梦里潇湘发布了新的文献求助10
4秒前
9秒前
9秒前
jopaul完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
天天快乐应助给你一beizi3采纳,获得20
11秒前
Machine发布了新的文献求助10
11秒前
我不会乱起名字的完成签到,获得积分10
12秒前
JUN发布了新的文献求助10
13秒前
FashionBoy应助zzz采纳,获得10
13秒前
科研通AI5应助麦冬采纳,获得10
14秒前
zy发布了新的文献求助10
14秒前
月亮发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
cooper完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
mao完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI2S应助fangyifang采纳,获得10
20秒前
斯文败类应助zy采纳,获得10
21秒前
21秒前
8R60d8应助JUN采纳,获得10
21秒前
22秒前
22秒前
乐乐应助木木三采纳,获得10
24秒前
自由的沛山完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
zzz发布了新的文献求助10
26秒前
Daisy完成签到,获得积分10
27秒前
JuTou完成签到,获得积分10
28秒前
hhhh完成签到,获得积分10
28秒前
加绒完成签到,获得积分10
28秒前
JUN完成签到,获得积分10
30秒前
儒雅的如松完成签到 ,获得积分10
33秒前
glanceofwind完成签到 ,获得积分10
33秒前
Vaibhav完成签到,获得积分10
33秒前
RAY完成签到,获得积分10
35秒前
drsherlock应助梦里潇湘采纳,获得10
36秒前
小海完成签到,获得积分10
36秒前
零点零壹完成签到,获得积分10
40秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3776768
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3322170
关于积分的说明 10209141
捐赠科研通 3037424
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666679
邀请新用户注册赠送积分活动 797625
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757944