Sulfur‐Bridge Engineering Enables Reverse Hydrogen Spillover to Atomic Cu for Nitrate‐to‐Ammonia Electrocatalysis

电催化剂 催化作用 法拉第效率 氢溢流 可逆氢电极 电化学 无机化学 氨生产 化学 硫黄 化学工程 材料科学 制氢 氮气 产量(工程) 吸附 氢气储存 交换电流密度 密度泛函理论 分解水 反应中间体 纳米技术 过渡金属
作者
Ruonan Li,Runlin Ma,Li‐Li Zhang,Menggai Jiao,Zhen Zhou
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:138 (18)
标识
DOI:10.1002/ange.7688164
摘要

ABSTRACT Copper‐based catalysts are widely regarded as promising candidates for electrocatalytic nitrate reduction (NO 3 RR), an environmentally benign route to ammonia synthesis, yet their efficiency is often constrained by nitrite accumulation and insufficient active hydrogen (*H) supply at high current densities. Here, isolated Cu atoms were anchored into a hollow Co 3 S 4 polyhedral framework (Cu‐Co 3 S 4 ), generating a sulfur bridged asymmetric active center. Electrochemical and computational studies reveal that Co 3 S 4 functions as an efficient *H donor, transferring hydrogen species to Cu sites through a sulfur bridge mediated reverse hydrogen spillover process, thereby accelerating the hydrogenation of nitrogen intermediates. By precisely tuning the Cu site density to balance nitrogen intermediate adsorption with *H supply, the optimized Cu 1.01wt% ‐Co 3 S 4 catalyst delivers an exceptional NH 3 yield rate of 94.52 mg h −1 mg cat. −1 (18.90 mg h −1 cm −2 ) and a Faradaic efficiency (FE) of 95.18% at −0.8 V vs reversible hydrogen electrode. The catalyst also exhibits remarkable durability over 300 h at −200 mA cm −2 and performs effectively in zinc‐nitrate batteries. These findings highlight the importance of coupling intermediate activation with hydrogenation kinetics and provide guiding principles for the rational design of high efficiency NO 3 RR 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
传奇3应助viahit采纳,获得10
刚刚
怀瑾握瑜完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
c57的杀手完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
xigu发布了新的文献求助10
2秒前
TT完成签到,获得积分10
2秒前
飘逸的发带完成签到,获得积分10
2秒前
moonlight发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
Jakeberry233发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
今后应助misuzu采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
程程发布了新的文献求助10
5秒前
鞑靼发布了新的文献求助10
5秒前
隐形曼青应助张顺采纳,获得10
5秒前
PSA发布了新的文献求助30
5秒前
5秒前
HughWang发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
雪雪完成签到,获得积分10
6秒前
kyan发布了新的文献求助10
6秒前
情怀应助Cinderella采纳,获得10
7秒前
7秒前
ZJH发布了新的文献求助10
8秒前
赘婿应助精神是块骨头采纳,获得10
8秒前
8秒前
YY发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
9秒前
金秋雨完成签到 ,获得积分10
9秒前
猪猪发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
9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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 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 7741262
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289791
关于积分的说明 20197478
捐赠科研通 7319506
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306626
关于科研通互助平台的介绍 2458922
邀请新用户注册赠送积分活动 2316982