Lock‐and‐Key Intermediate Binding on Spinel Octahedra Enables Selective Urea Electrolysis

尖晶石 材料科学 催化作用 八面体 选择性 制氢 尿素 化学工程 离子键合 电解 无机化学 反向 分解水 联轴节(管道) 结晶学 钙钛矿(结构) 电化学 堆栈(抽象数据类型) 电池电压 纳米晶 离子半径 废水 化学物理 结合能 偶联反应
作者
Chu‐Yi Luo,Shao‐Kuan Chen,Hui-Jian Zhang,Xiao‐Tong Wang,Zhao‐Qing Liu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e74843-e74843
标识
DOI:10.1002/adma.74843
摘要

ABSTRACT Selective urea electro‐oxidation to benign N 2 gas over toxic ionic byproducts is crucial for sustainable hydrogen production and wastewater remediation, yet achieving the desired N─N coupling remains a formidable challenge. In this study, we propose an atomic‐scale geometric matching strategy by pioneering an edge‐sharing octahedral bridged spinel catalyst (MNCON). Through Mn 3+ incorporation into an N‐modulated inverse NiCo 2 O 4 platform, we construct a robust Ni oct ─O─Mn oct edge‐sharing network that precisely matches the interatomic spacing required for bridge‐coordinated binding of key intermediateds and promotes electron delocalization. This structural synergy stabilizes the critical *NHCONH intermediate, lowers the thermodynamic energy barrier by 1.74 eV relative to the counterpart, and significantly accelerates N─N coupling. Consequently, MNCON simultaneously steers product selectivity toward benign N 2 /CO 2 with detrimental ionic byproducts reduced by approximately fourfold compared to NCO and delivers a UOR potential of 1.41 V vs. RHE at 300 mA cm −2 . The catalyst maintains structural durability for 500 h at 500 mA cm −2 , alongside steady hydrogen evolution reaction (HER) performance. Integrated into a UOR||HER electrolyzer, the symmetrical cell operates stably for over 400 h in artificial urine at a low average cell voltage of 1.31 V (10 mA cm −2 ). This edge‐sharing accommodation paradigm provides a viable route for designing highly selective electrocatalysts.
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
纯真的孤晴完成签到,获得积分10
刚刚
闾丘剑封发布了新的文献求助10
1秒前
Zhi完成签到,获得积分10
1秒前
Bin完成签到,获得积分10
1秒前
祖乐松完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
aANDb发布了新的文献求助10
3秒前
共享精神应助明理的秋灵采纳,获得10
3秒前
小马甲应助Zll采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
DW应助dd123采纳,获得10
4秒前
卡乐瑞咩吹可应助JiaqiDijon采纳,获得30
4秒前
害羞小土豆完成签到,获得积分10
4秒前
Judles应助boltos采纳,获得10
4秒前
冷酷的依瑶应助一加手机采纳,获得10
4秒前
efficient完成签到,获得积分20
5秒前
Jasper应助Zhang1748采纳,获得30
6秒前
BADGUY完成签到 ,获得积分10
6秒前
tutt发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
偷喝汽水完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
文杰完成签到,获得积分10
9秒前
ll完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
etc发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
molihuakai应助WWWWWW采纳,获得10
11秒前
11秒前
华仔应助洒米鸡啄屏采纳,获得10
11秒前
打打应助安谢采纳,获得10
11秒前
初景发布了新的文献求助100
11秒前
XX应助hjc采纳,获得10
11秒前
haohoa完成签到,获得积分10
11秒前
六月完成签到,获得积分10
11秒前
寒冷的书瑶完成签到,获得积分10
11秒前
fizzy完成签到 ,获得积分10
12秒前
12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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7727714
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9280203
关于积分的说明 20136430
捐赠科研通 7305346
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3302562
关于科研通互助平台的介绍 2455803
邀请新用户注册赠送积分活动 2310718