Atomically Dispersed Cu Sites on Dual‐Mesoporous N‐Doped Carbon for Efficient Ammonia Electrosynthesis from Nitrate

电合成 催化作用 碳纤维 氨生产 无机化学 电化学 材料科学 兴奋剂 介孔材料 氨 硝酸盐 化学工程 纳米技术 化学 复合数 电极 物理化学 有机化学 工程类 光电子学 复合材料
作者
Mengqiu Xu,Qifan Xie,Delong Duan,Ye Zhang,Yuhu Zhou,Haiqiao Zhou,Xiaoyu Li,Yao Wang,Peng Gao,Wei Ye
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:15 (11): e202200231-e202200231 被引量:50
标识
DOI:10.1002/cssc.202200231
摘要

Abstract The industrial Haber‐Bosch process for ammonia synthesis is extremely important in modern society. However, it is energy intensive and leads to severe pollution, which has motivated eco‐friendly NH3 synthesis research. Electroreduction of contaminant nitrate ions back to NH3 is an effective complement but is still limited by low NH3 yields and nitrate‐to‐NH3 selectivities. In this study, the electrochemical nitrate reduction reaction (NTRR) is carried out over a single‐atom Cu catalyst. Atomically dispersed Cu sites anchored on dual‐mesoporous N‐doped carbon framework display excellent NTRR performance with NH3 production rate of 13.8 mol gcat−1 h−1 and NO3−‐to‐NH3 faradaic efficiency (FE) of 95.5 % at −1.0 V. Cu−N−C catalyst can sustain continuous 120 h NTRR test in the simulated NH3 synthesis scenarios with large current density (about 200 mA cm−2) and amplified volume of NO3− solution (9 times). Theoretical calculations reveal that atomically dispersed Cu1−N4 sites reduce the energy barrier of potential‐determining step in NTRR and promote the decomposition of primary intermediate in NO3−‐to‐N2 process. These findings provide a guideline for the rational design of highly active, selective and durable electrocatalysts for the NTRR.
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
上官若男的应助被微微采纳,获得10
刚刚
桐桐的应助被陌路孤星采纳,获得10
刚刚
顾矜的应助被luolll采纳,获得10
刚刚
方世杰完成签到,获得积分10
刚刚
漂亮德地完成签到,获得积分20
刚刚
研友_ZGR0jn发布了新的文献求助10
刚刚
zzzkyt完成签到,获得积分10
1秒前
手工猫发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
熊熊完成签到 ,获得积分10
1秒前
博修发布了新的文献求助10
2秒前
匍匐前进发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
yuhao发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
徐X发布了新的文献求助10
3秒前
幺三彡三完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
手机吧唧一丢完成签到,获得积分10
4秒前
机智的盼山完成签到,获得积分10
4秒前
equinox发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
LOTUS完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
匆匆完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
molihuakai的应助被jedeecn采纳,获得20
6秒前
无极微光的应助被酷炫的安雁采纳,获得20
6秒前
无私的访冬完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
HXuer完成签到,获得积分10
6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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 800
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8094574
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9506182
关于积分的说明 21452666
捐赠科研通 7668248
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3406008
关于科研通互助平台的介绍 2534086
邀请新用户注册赠送积分活动 2445287