Molecular Crowding Effect in Aqueous Electrolytes to Suppress Hydrogen Reduction Reaction and Enhance Electrochemical Nitrogen Reduction

材料科学 电化学 氧化还原 催化作用 无机化学 水溶液 动力学 产量(工程) 电解质 化学 电极 有机化学 物理化学 量子力学 物理 冶金
作者
Ying Guo,Jinxing Gu,Rong Zhang,Shaoce Zhang,Zhen Li,Yuwei Zhao,Zhaodong Huang,Jun Fan,Zhongfang Chen,Chunyi Zhi
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (36) 被引量:104
标识
DOI:10.1002/aenm.202101699
摘要

Abstract The H 2 evolution reaction (HER), one of the most intractable issues for the electrochemical N 2 reduction reaction (NRR), seriously hinders NH 3 production selectivity and yield rate. Considering that hydrogenation reactions are essential to the aqueous NRR process, acidic electrolytes would be an optimum choice for NRR as long as the proton content and the HER kinetics can be well balanced. However, there is a striking lack of strategies available for electrolyte optimization, i.e ., rationally regulating electrolytes to suppress HER and promote NRR, to achieve impressive NRR activity. Herein, a HER‐suppressing electrolytes are developed using hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) as the electrolyte additive by taking advantage of its molecular crowding effect, which promotes the NRR by retarding HER kinetics. On a TiO 2 nanoarray electrode, a significantly improved NRR activity with NH 3 Faraday efficiency (FE) of 32.13% and yield of 1.07 µmol·cm −2 ·h −1 is achieved in the PEG‐containing acidic electrolytes, 9.4‐times and 3.5‐times higher than those delivered in the pure acidic electrolytes. Similar enhancements are achieved with Pd/C and Ru/C catalysts, as well as in an alkaline electrolyte, demonstrating a universally positive effect of molecular crowding in the NRR. This work casts new light on aqueous electrolyte design in retarding HER kinetics and expediting the 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
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
jessie发布了新的文献求助30
刚刚
刚刚
科研通AI5应助耶?采纳,获得30
刚刚
zho发布了新的文献求助10
1秒前
化工渣渣完成签到,获得积分10
2秒前
faye完成签到,获得积分10
4秒前
科目三应助kdqiu采纳,获得50
5秒前
飘萍过客完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
111完成签到,获得积分10
7秒前
从容翠丝完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
11秒前
Sw1ft完成签到 ,获得积分10
12秒前
从容翠丝发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
STZHEN完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
石幻枫发布了新的文献求助10
16秒前
tree完成签到,获得积分10
18秒前
大个应助Renxx采纳,获得10
19秒前
19秒前
20秒前
st发布了新的文献求助10
20秒前
秀丽涵双完成签到,获得积分10
20秒前
两袖清风完成签到 ,获得积分10
21秒前
ZBY完成签到,获得积分10
22秒前
搓姆酿关注了科研通微信公众号
22秒前
阿星捌完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
风和日丽发布了新的文献求助30
24秒前
25秒前
许娜关注了科研通微信公众号
26秒前
26秒前
伶俐一曲完成签到,获得积分10
28秒前
SYLH应助st采纳,获得10
28秒前
侯侯完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
Zzy发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
高分求助中
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
Essentials of Pharmacoeconomics: Health Economics and Outcomes Research 3rd Edition. by Karen Rascati 300
Peking Blues // Liao San 300
E-commerce live streaming impact analysis based on stimulus-organism response theory 260
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 3801383
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3347052
关于积分的说明 10331704
捐赠科研通 3063333
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1681602
邀请新用户注册赠送积分活动 807616
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763818