Enhanced Nitrate-to-Ammonia Activity on Copper–Nickel Alloys via Tuning of Intermediate Adsorption

化学 催化作用 吸附 电化学 合金 无机化学 氨生产 密度泛函理论 电极 硝酸盐 计算化学 物理化学 有机化学
作者
Yuhang Wang,Aoni Xu,Ziyun Wang,Linsong Huang,Jun Li,Fengwang Li,Joshua Wicks,Mingchuan Luo,Dae‐Hyun Nam,Chih‐Shan Tan,Yu Ding,Jiawen Wu,Yanwei Lum,Cao‐Thang Dinh,David Sinton,Gengfeng Zheng,Edward H. Sargent
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (12): 5702-5708 被引量:1320
标识
DOI:10.1021/jacs.9b13347
摘要

Electrochemical conversion of nitrate (NO3–) into ammonia (NH3) recycles nitrogen and offers a route to the production of NH3, which is more valuable than dinitrogen gas. However, today’s development of NO3– electroreduction remains hindered by the lack of a mechanistic picture of how catalyst structure may be tuned to enhance catalytic activity. Here we demonstrate enhanced NO3– reduction reaction (NO3–RR) performance on Cu50Ni50 alloy catalysts, including a 0.12 V upshift in the half-wave potential and a 6-fold increase in activity compared to those obtained with pure Cu at 0 V vs reversible hydrogen electrode (RHE). Ni alloying enables tuning of the Cu d-band center and modulates the adsorption energies of intermediates such as *NO3–, *NO2, and *NH2. Using density functional theory calculations, we identify a NO3–RR-to-NH3 pathway and offer an adsorption energy–activity relationship for the CuNi alloy system. This correlation between catalyst electronic structure and NO3–RR activity offers a design platform for further development of NO3–RR catalysts.
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
小蘑菇应助wenwen采纳,获得10
1秒前
FashionBoy应助uqfan采纳,获得10
2秒前
2秒前
Rocky_Qi完成签到,获得积分10
2秒前
sleepyhead发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
3秒前
萧锦铉发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
CJY发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
天天快乐应助李欣科采纳,获得10
7秒前
无花果应助甜美的青柏采纳,获得10
8秒前
8秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
哦呦看灰机完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Koi发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
怕黑翠曼完成签到,获得积分10
11秒前
汪宇发布了新的文献求助10
12秒前
蓝胖子发布了新的文献求助10
13秒前
鹤轩发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
乐观完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
隐形曼青应助sleepyhead采纳,获得30
15秒前
15秒前
李欣科发布了新的文献求助10
15秒前
莲子开森发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
爆米花应助习惯采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
11213a发布了新的文献求助10
17秒前
今后应助麻薯采纳,获得10
19秒前
19秒前
彭于晏应助个性的亦巧采纳,获得10
19秒前
xhy发布了新的文献求助30
19秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
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 7262392
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8883707
关于积分的说明 18774587
捐赠科研通 6941548
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202469
关于科研通互助平台的介绍 2375655
邀请新用户注册赠送积分活动 2178209