Tuning Active Hydrogen on Reconstructed RuO 2 /Co(OH) 2 Catalysts for Selective Ammonia Synthesis

氨生产 催化作用 法拉第效率 电化学 电解质 制氢 材料科学 产量(工程) 可逆氢电极 无机化学 反应中间体 分解水 电子转移 氮气 化学工程 硝酸盐 纳米技术 氧还原反应 废水 电解水 组合化学
作者
Anquan Zhu,Heng Liu,Lulu Qiao,Bin Liu,Kunlun Liu,Chuhao Luan,Kai Liu,Yin Zhou,Dewu Lin,Guoqiang Gan,Jiapei Li,Guo Hong,Wenjun Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (3): e15346-e15346 被引量:2
标识
DOI:10.1002/adma.202515346
摘要

The electrochemical nitrate reduction reaction (eNO3RR) is widely recognized as a promising strategy for sustainable ammonia production and supporting the nitrogen cycle. However, its advancement is impeded by complex behavior of reaction intermediates and the inevitable reconstruction of precatalysts. To address these challenges, the generation and utilization of active hydrogen (*H) are strategically managed by tailoring the RuO2/Co3O4 precatalyst and optimizing the electrolyte composition (OH- and NO3 - concentration), thereby selectively enhancing ammonia formation. Consequently, the in situ reconstructed RuO2/Co(OH)2 catalyst achieves an impressive ammonia yield of 35.9 ± 0.9 mg h-1 cm-2 and a Faradaic efficiency (FE) of 98.1 ± 2.6% at -0.3 V versus RHE. Furthermore, the catalyst shows significant potential for applications in nitrate-rich wastewater treatment and rechargeable Zn-NO3 - batteries, maintaining stable operation for over 260 hours at 1 mA cm-2 with only a 6 mV increase in the potential window. Mechanistic studies reveal that electron-rich RuO2 facilitates *H generation through water dissociation, which subsequently migrates to Co(OH)2 to hydrogenate nitrogenous intermediates, selectively producing ammonia. This study highlights the importance of designing efficient catalytic systems that address both precatalyst reconstruction and the complexities of reactant and intermediate conversion in electrolytes, which are essential for managing the intricate electron and proton transfer processes involved in eNO3RR.
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
sasa发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
SciGPT应助Jesse采纳,获得10
2秒前
WZH完成签到 ,获得积分10
3秒前
小半完成签到,获得积分10
3秒前
Lone发布了新的文献求助10
3秒前
shiyu发布了新的文献求助10
4秒前
小陈发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
洛樱完成签到 ,获得积分10
5秒前
路漫漫完成签到,获得积分20
5秒前
meng发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
爱上草原爱上你完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Jasper应助xiaobai采纳,获得10
6秒前
月落流沙发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
3号球衣发布了新的文献求助10
9秒前
slz发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
安纳完成签到,获得积分10
10秒前
zy发布了新的文献求助10
11秒前
小马甲应助文俊升采纳,获得10
11秒前
狗狗的雪雪宝贝完成签到,获得积分10
11秒前
mumu完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
寒冷的凌萱完成签到,获得积分10
12秒前
夏天完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
13秒前
研友_r8YKvn完成签到 ,获得积分10
14秒前
科研通AI6.4应助Mansis采纳,获得10
15秒前
传奇3应助迷路元芹采纳,获得10
16秒前
故呼呼发布了新的文献求助30
16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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 500
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 7660657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9230803
关于积分的说明 19848870
捐赠科研通 7228610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3281697
关于科研通互助平台的介绍 2441349
邀请新用户注册赠送积分活动 2282198