Artificial Frustrated Lewis Pairs for Ampere-Level Ammonia Synthesis and High-Power-Density Zinc-Nitrate Battery

化学 安培 硝酸盐 电池(电) 硝酸锌 无机化学 路易斯酸 功率密度 功率(物理) 热力学 有机化学 催化作用 物理 电流(流体)
作者
Shaoce Zhang,Dong Chen,Rong Zhang,Xinru Yang,Xintao Ma,Chuan Li,Huilin Cui,Zhiquan Wei,Yiqiao Wang,Peng Chen,Xun Guo,Shixun Wang,Johnny C. Ho,Ying Guo,Chunyi Zhi
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/jacs.5c11084
摘要

Cu-based electrocatalysts exhibit superior reduction kinetics in the electrochemical nitrate reduction reaction (NO3RR) and suppress competing hydrogen evolution reaction, making NO3RR an alternative to the traditional Haber–Bosch process in NH3 production. However, the NO3RR in NH3 production involves a nine-proton and eight-electron process, and its performance is constrained by the poor capacity to generate protons. In this study, frustrated Lewis pairs (FLPs) were introduced into Cu-based catalysts to create La-doped Cu2O, in which the FLPs [Cu–O–La–Ov] (where v denotes vacancy) formed by the Lewis acidic sites Ov and Lewis basic sites O in the Cu–O–La motif served as active sites. These active sites facilitated H2O dissociation, providing ample protons for the NO3RR hydrogenation. The La9–CuOx catalyst exhibited an ultralow NH3 production overpotential of only 290 mV, achieving an NH3 current density of 1.76 A cm–2 at −0.4 V vs the reversible hydrogen electrode, with an NH3 yield rate of 139.5 mg h–1 cm–2 and Faradaic efficiency of 98.9%. Due to the superior NO3RR performance of La9–CuOx, a La9–CuOx-based Zn-NO3– battery achieved a remarkable power density of 80.6 mW cm–2, with an NH3 yield rate of 21.4 mg h–1 cm–2. This study clarifies the role of FLPs in facilitating the NO3RR and achieves an efficient Zn-NO3– battery to accomplish electricity generation and NH3 production simultaneously.
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
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助150
1秒前
莫泊桑发布了新的文献求助10
4秒前
puppy发布了新的文献求助10
4秒前
赵雅婷发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
Wine1022完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
浮游应助kiko采纳,获得10
7秒前
zz完成签到,获得积分20
8秒前
wry完成签到,获得积分10
10秒前
读行千万完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
Milou发布了新的文献求助10
11秒前
小学生发布了新的文献求助20
11秒前
callmecarlos完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
平淡凝雁完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI5应助usuila采纳,获得10
14秒前
15秒前
星辰大海应助longjiafang采纳,获得10
15秒前
15秒前
浮游应助Lirong888采纳,获得10
15秒前
renerxiao完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
Eileen发布了新的文献求助50
17秒前
学术小白发布了新的文献求助10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
科研通AI2S应助Milou采纳,获得10
18秒前
传奇3应助鱼我所厌也采纳,获得10
18秒前
爱听歌的断天完成签到,获得积分10
18秒前
NexusExplorer应助s_h采纳,获得10
18秒前
尘中磨镜人完成签到,获得积分10
18秒前
luo发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
baa发布了新的文献求助10
19秒前
希望天下0贩的0应助3033采纳,获得10
19秒前
19秒前
21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
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Textbook of Neonatal Resuscitation ® 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5075458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4295230
关于积分的说明 13383829
捐赠科研通 4116888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2254537
邀请新用户注册赠送积分活动 1259173
关于科研通互助平台的介绍 1191935