Magnetic-Field-Induced Spin Transition in Single-Atom Catalysts for Nitrate Electrolysis to Ammonia

催化作用 硝酸盐 过渡金属 Atom(片上系统) 电解 氨生产 磁场 材料科学 化学 无机化学 凝聚态物理 化学物理 物理 物理化学 有机化学 电极 量子力学 计算机科学 电解质 嵌入式系统
作者
Xingchao You,Zhongyuan Guo,Qiuling Jiang,Junkai Xia,Suwen Wang,Xiaohui Yang,Zechao Zhuang,Yongfu Li,Hai Xiang,Hao Li,Bing Yu
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:25 (21): 8704-8712 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.5c01516
摘要

Electrochemical nitrate reduction (NitRR) using single-atom catalysts (SACs) offers a promising pathway for sustainable ammonia production. Herein, we explore the use of external magnetic fields to regulate the spin state of Ru SACs supported on nitrogen-doped carbon (Ru-N-C), aiming to optimize their catalytic performance toward NitRR. Under magnetic field conditions, Ru-N-C exhibits a remarkable NH3 yield rate of ∼38 mg L-1 h-1 and a Faradaic efficiency of ∼95% over 200 h. Our spectroscopic and magnetic characterization demonstrates that the external magnetic field induces a spin transition to a high-spin state in Ru SACs/N-C. Theoretical analysis further suggests that the increased spin state of Ru shifts the density of states away from the Fermi level, weakening the adsorption affinity for *NH2. Economic analysis hints at cost effectiveness and scalability. Overall, this study demonstrates that magnetic-field-induced spin modulation effectively optimizes NitRR 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
刚刚
慕青应助心行采纳,获得10
刚刚
马上来完成签到,获得积分10
1秒前
什么都不懂完成签到,获得积分10
1秒前
烟花应助小浅浅采纳,获得10
1秒前
翔翼风发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
笨笨丹烟发布了新的文献求助10
3秒前
荣浩宇发布了新的文献求助10
3秒前
三心草完成签到,获得积分10
3秒前
PAIDAXXXX完成签到,获得积分10
3秒前
文静妍发布了新的文献求助10
3秒前
ding应助cc采纳,获得10
4秒前
DJAMES完成签到 ,获得积分20
4秒前
4秒前
5秒前
Polly完成签到,获得积分10
5秒前
心行完成签到,获得积分10
6秒前
冷傲的鹰完成签到,获得积分10
7秒前
JamesPei应助Carpenter采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
辛勤明雪完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
9秒前
Angleli完成签到,获得积分10
9秒前
英姑应助勤劳黄豆采纳,获得10
9秒前
9秒前
勤恳的德地完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
湘江雨发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
summer夏发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
梦溪完成签到,获得积分10
12秒前
在水一方应助陶醉觅夏采纳,获得30
12秒前
胡胡完成签到 ,获得积分10
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
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
The Great Hymn to Šamaš 500
Moody's Ratings Rising AI spending narrows the gap, but US hyperscalers retain edge over Chinese peers 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 7695603
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9256102
关于积分的说明 20000825
捐赠科研通 7270082
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3292521
关于科研通互助平台的介绍 2448209
邀请新用户注册赠送积分活动 2298160