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

二氧化碳 还原(数学) 二氧化碳电化学还原 材料科学 自旋(空气动力学) 中心(范畴论) 国家(计算机科学) 碳纤维 化学 纳米技术 物理 计算机科学 催化作用 一氧化碳 热力学 结晶学 复合材料 数学 有机化学 几何学 算法 复合数
作者
Shuang‐Quan Zang,Zhen Chen,Jiankang Liu,Jianpeng Li,Yueteng Zhang,Jia Yang,Jun Li,Zhiyuan Wang,Zhongyi Liu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/anie.202506845
摘要

Single atom catalysts (SACs) have been widely investigated and regarded as the promising electrocatalysts for carbon dioxide reduction. However, studies on the impact of coordinated‐nitrogen species in 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‐Npyridinic‐C demonstrates an exceptional performance in electrocatalytic CO2 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/cm2 and excellent charge‐discharge cyclability also achieve in zinc‐CO2 battery, further demonstrating the applicability of Ni‐Npyridinic‐C. Theoretical calculations demonstrate that the high‐spin state enhances d‐orbital dispersion, strengthening hybridization with π* orbital of CO2 and stabilizing *COOH intermediates, thereby accelerating CO2 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
lisier发布了新的文献求助10
刚刚
llhh2024发布了新的文献求助10
刚刚
醍醐不醒完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
搜集达人应助CSS采纳,获得30
1秒前
独特霸发布了新的文献求助30
1秒前
CipherSage应助一天五顿饭采纳,获得10
1秒前
lllllllll发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
jia关闭了jia文献求助
2秒前
淇淇完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
yanghua发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
FashionBoy应助zxz采纳,获得10
4秒前
深情安青应助奥格诺采纳,获得10
4秒前
养乐多发布了新的文献求助10
5秒前
NL14D完成签到,获得积分10
5秒前
Melody完成签到,获得积分10
5秒前
青春的狼完成签到,获得积分10
5秒前
iuiuily完成签到,获得积分10
6秒前
辛苦了华子应助GYGeorge采纳,获得20
6秒前
Shanglinqin完成签到,获得积分10
6秒前
独特霸完成签到,获得积分10
7秒前
bkagyin应助沫沫采纳,获得10
7秒前
大个应助dannnnn采纳,获得10
7秒前
古拉桑应助尼古丁的味道采纳,获得10
7秒前
简单以宁2发布了新的文献求助10
7秒前
wenwen发布了新的文献求助10
7秒前
li完成签到,获得积分10
8秒前
杨过小龙女完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
丘比特应助qx采纳,获得10
10秒前
清脆的凝竹完成签到,获得积分10
10秒前
zyy211完成签到,获得积分10
11秒前
单摆发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 1370
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
Statistical Analysis of fMRI Data, second edition (Mit Press) 2nd ed 500
Lidocaine regional block in the treatment of acute gouty arthritis of the foot 400
Ecological and Human Health Impacts of Contaminated Food and Environments 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
International Relations at LSE: A History of 75 Years 308
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3932845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3477730
关于积分的说明 10998668
捐赠科研通 3208123
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1772670
邀请新用户注册赠送积分活动 859997
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 797425