Modulating Spin State of Ni Single Atomic Center for High‐Performance Electrocatalytic Carbon Dioxide Reduction

二氧化碳 二氧化碳电化学还原 自旋(空气动力学) 还原(数学) 化学 材料科学 自旋态 碳纤维 电催化剂 纳米技术 无机化学 催化作用 物理 物理化学 一氧化碳 电化学 几何学 复合材料 复合数 热力学 有机化学 生物化学 数学 电极
作者
Zhen Chen,Zhen Chen,Jianpeng Li,Yueteng Zhang,Yueteng Zhang,Jun Li,Zhiyuan Wang,Zhongyi Liu,Zhongyi Liu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:137 (33) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/ange.202506845
摘要

Abstract Single‐atom catalysts (SACs) have been widely investigated and regarded as promising electrocatalysts for carbon dioxide reduction. However, studies on the impact of coordinated‐nitrogen species in the active center on the spin state and catalytic activity remain scarce. Herein, two single Ni atom electrocatalysts with distinct pyridinic‐N and pyrrolic‐N coordination through a rapid Joule‐heating method that preserves precursor nitrogen configurations. Magnetic susceptibility measurements reveal that pyridinic‐N induces a high‐spin state in Ni centers, while pyrrolic‐N stabilizes a low‐spin configuration. The high‐spin Ni–N pyridinic –C demonstrates an exceptional performance in electrocatalytic CO 2 reduction, achieving 98.8% CO Faradaic efficiency in H‐cells and maintaining >99% Faradaic efficiency at industrial current densities (≥250 mA cm −2 ) across alkaline, neutral, and acidic electrolytes in a gas‐diffusion flow cell. A maximum power density of 1.89 mW cm −2 and excellent charge–discharge cyclability also achieve in zinc–CO 2 battery, further demonstrating the applicability of Ni–N pyridinic –C. Theoretical calculations demonstrate that the high‐spin state enhances d‐orbital dispersion, strengthening hybridization with π* orbital of CO 2 and stabilizing *COOH intermediates, thereby accelerating CO 2 activation. This study not only establishes a novel strategy for spin‐state engineering through coordination control but also advances scalable electrocatalyst design for efficient carbon cycling.
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
刚刚
martin完成签到,获得积分10
刚刚
bkagyin应助xin誉采纳,获得10
刚刚
磁珠法提取原理步骤完成签到,获得积分10
刚刚
Murphy完成签到,获得积分10
刚刚
哈哈哈发布了新的文献求助10
刚刚
whisper完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6.2应助xxxxx采纳,获得10
1秒前
单独完成签到,获得积分10
2秒前
JayeChen发布了新的文献求助10
2秒前
cdercder应助零零零零采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
滴滴答答发布了新的文献求助10
5秒前
丘比特应助Morii采纳,获得30
5秒前
6秒前
6秒前
某云完成签到,获得积分10
6秒前
狂飙的蛋发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
nong12123完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
纳斯达克发布了新的文献求助10
8秒前
静丶发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
把烦恼都抛掉在海浪中完成签到,获得积分10
9秒前
陆玖笙完成签到 ,获得积分10
10秒前
哈哈哈完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
威武语柔发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
顼昀发布了新的文献求助10
12秒前
camelia发布了新的文献求助10
12秒前
壮壮完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
给我点光环完成签到,获得积分20
13秒前
小太阳完成签到,获得积分10
13秒前
结草兹发布了新的文献求助30
13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
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The role of consumer psychology in the marketing strategies of pop mart in Thailand 500
Photothermal Science and Techniques 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 7722621
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9275642
关于积分的说明 20112614
捐赠科研通 7299070
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3301000
关于科研通互助平台的介绍 2454481
邀请新用户注册赠送积分活动 2308357