Efficient Ammonia Electrosynthesis and Energy Conversion through a Zn‐Nitrate Battery by Iron Doping Engineered Nickel Phosphide Catalyst

磷化物 材料科学 电催化剂 催化作用 电池(电) 无机化学 硝酸盐 氨生产 化学工程 电极 化学 电化学 冶金 有机化学 功率(物理) 物理化学 工程类 物理 量子力学 生物化学
作者
Rong Zhang,Ying Guo,Shaoce Zhang,Dong Chen,Yuwei Zhao,Zhaodong Huang,Longtao Ma,Pei Li,Qi Yang,Guojin Liang,Chunyi Zhi
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:12 (13) 被引量:320
标识
DOI:10.1002/aenm.202103872
摘要

Abstract The electrocatalytic nitrate reduction reaction (NO 3 ‐RR) to ammonia (NH 3 ) offers a promising alternative approach for NH 3 production and nitrate‐based voltaic cells which can deliver both electricity and NH 3 as products, are also highly attractive. However, nitrate‐to‐NH 3 conversion involves a proton‐assisted multiple‐electron transfer process with considerable kinetic barrier, underlying the need for efficient catalysts for the NO 3 – RR. A Zn‐nitrate battery is reported to enable a “killing three birds with one stone” strategy for energy supply, ammonia production and removal of pollutants with the iron doped nickel phosphide (Fe/Ni 2 P) as a NO 3 – RR catalyst electrode. Iron doping induces a downshift of the d‐band center of Ni atoms to the Fermi level, allowing the optimization of Gibbs free energies for reaction intermediates. The Fe/Ni 2 P catalyst exhibits 94.3% NH 3 Faradaic efficiency (FE) and nearly 100% nitrate conversion efficiency at –0.4 V vs. reversible hydrogen electrode (RHE). Further applying this highly efficient NO 3 – RR electrocatalyst as the cathode material, a novel Zn‐nitrate battery exhibits a power density of 3.25 mW cm –2 and a FE of 85.0% for NH 3 production. This work enriches the application of Zn‐based batteries in the field of electrocatalysis and highlights the promise of bimetal phosphide for the NO 3 – RR.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
小菲完成签到 ,获得积分10
1秒前
JinghaoLi发布了新的文献求助10
1秒前
且慢应助Hilda007采纳,获得10
2秒前
听听完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
愈元发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
cnulee发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
nene完成签到,获得积分20
7秒前
Tonson应助Hao采纳,获得10
7秒前
小电驴完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
Akim应助王小白采纳,获得10
9秒前
张娇完成签到 ,获得积分20
10秒前
Philip发布了新的文献求助10
10秒前
LY发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
12秒前
碧蓝丹烟发布了新的文献求助10
14秒前
睡不醒发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
16秒前
LiSiyi完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
555完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
咿呀咿呀完成签到 ,获得积分10
20秒前
大胆的自行车完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研通AI6应助天真笑白采纳,获得10
21秒前
李健的粉丝团团长应助jack采纳,获得10
21秒前
lmm123022发布了新的文献求助10
21秒前
睡不醒完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
23秒前
何嘉琪发布了新的文献求助10
24秒前
宋文娟完成签到,获得积分10
25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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1001
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
On the application of advanced modeling tools to the SLB analysis in NuScale. Part I: TRACE/PARCS, TRACE/PANTHER and ATHLET/DYN3D 500
L-Arginine Encapsulated Mesoporous MCM-41 Nanoparticles: A Study on In Vitro Release as Well as Kinetics 500
Washback Research in Language Assessment:Fundamentals and Contexts 400
Haematolymphoid Tumours (Part A and Part B, WHO Classification of Tumours, 5th Edition, Volume 11) 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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5469301
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4572424
关于积分的说明 14335737
捐赠科研通 4499324
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2465014
邀请新用户注册赠送积分活动 1453542
关于科研通互助平台的介绍 1428051