New Mechanistic Insights into Electrokinetic Competition Between Nitrogen Reduction and Hydrogen Evolution Reactions

材料科学 电化学 催化作用 吸附 可逆氢电极 电解质 动力学 电极 纳米技术 化学工程 物理化学 有机化学 工作电极 化学 物理 量子力学 工程类
作者
Lin Jiang,Xiaowan Bai,Xing Zhi,Yan Jiao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (28) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/aenm.202303809
摘要

Abstract Achieving both high activity and selectivity presents a significant challenge for electrochemical N 2 reduction (eNRR) due to the competing hydrogen evolution reaction (HER). Although density functional theory‐based computations can identify eNRR‐favored electrocatalysts, there is a significant gap between theoretical predictions and experimental observations. In this work, a comprehensive analysis of the kinetic competition between eNRR and HER at the electrode‐electrolyte interface (EEI) from three perspectives: kinetic N 2 adsorption, *N 2 hydrogenation, and corresponding potential‐dependent kinetics is presented. This data reveals that N 2 adsorption at EEI is kinetically facile. Upon *N 2 adsorption, the subsequent hydrogenation is influenced by electrode potentials. At lower overpotentials, *N 2 hydrogenation is more facile than HER. However, at higher overpotentials, eNRR becomes kinetically disadvantaged due to limited N 2 availability at the EEI, while HER kinetics accelerate and eventually dominate. Therefore, the electrochemical eNRR potential window for different catalysts is identified. A compelling evidence is presented that enhancing N 2 concentration near the EEI is the key to improving eNRR activity. These findings offer critical fundamental insights for future strategies aimed at making green ammonia synthesis more efficient.
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
TRY完成签到,获得积分10
刚刚
博修发布了新的文献求助10
刚刚
zxc完成签到,获得积分10
刚刚
不敢装睡发布了新的文献求助30
1秒前
ifegiugfieugfig完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
猴子完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
illusion2019应助孔大漂亮采纳,获得20
2秒前
善学以致用应助孔大漂亮采纳,获得10
2秒前
h w wang发布了新的文献求助10
2秒前
zz发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
zxc发布了新的文献求助10
3秒前
小星星发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
俭朴幻枫发布了新的文献求助10
6秒前
敏感初露发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI2S应助zxc采纳,获得10
8秒前
hyh发布了新的文献求助10
8秒前
tzjz_zrz发布了新的文献求助10
8秒前
雷生完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI5应助懂梦采纳,获得10
8秒前
完美世界应助qxy采纳,获得10
10秒前
思源应助敏感初露采纳,获得10
11秒前
乐正三问完成签到,获得积分10
11秒前
Kang发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
小星星完成签到,获得积分20
15秒前
14完成签到,获得积分10
16秒前
Jonas发布了新的文献求助10
16秒前
隐形曼青应助lzq采纳,获得10
17秒前
cheunsor发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3789298
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3334334
关于积分的说明 10269281
捐赠科研通 3050758
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1674155
邀请新用户注册赠送积分活动 802507
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760693