Lattice-Engineered Nickel Oxide for Electrocatalytic Urea Recycling with Near-Unity N 2 Selectivity

化学 尿素 选择性 电化学 分子内力 无机化学 催化作用 氧化物 非阻塞I/O 甲烷氧化偶联 氮气 分子 石墨烯 氧化镍 电催化剂 流出物 激进的 过渡金属 组合化学 键裂
作者
Zhe Chen,Jili Li,Ya Li,Ya Li,Xudong Liu,Tao Jiang,Wei Du,Shengshuo Xu,Xiangchen Hu,Can Lei,Yaming Hao,Ran Wang,Xueting Cao,Yi Yu,Yefei Li,Yefei Li,Zhipan Liu,Ming Gong,Xuejing Yang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (7): 6850-6859 被引量:2
标识
DOI:10.1021/jacs.5c13017
摘要

Circulating nitrogen is crucial to the sustainability of our living system. Urea is a central form of nitrogen species that sustains our food supply, but its natural abundance in fertilizing effluent and human metabolite demands circulating technology back to innocuous dinitrogen (N 2 ), while it would otherwise pollute the environment. Electrochemical urea reforming can fragment the urea molecule into N 2 and dihydrogen (H 2 ) using renewable electricity, and N 2 can be formed directly via oxidative intramolecular N–N coupling on catalytic surfaces. However, this reforming technology remains elusive due to the low N 2 selectivity. Herein, we uncovered a urea oxidation pathway that selectively splits urea into N 2, driven by nickel oxide (NiO) lattices with adjacent Ni sites. The double-ended urea coordination on NiO facilitates intramolecular N–N coupling and suppresses C–N cleavage toward undesired overoxidation products. Further lattice engineering via Al substitution creates the optimal performance of near-unity N 2 selectivity toward N-based products and a 1 order of magnitude higher N 2 production rate compared to those of most reported catalysts. The electrochemical urea reforming devices can effectively split urea into N 2 and H 2 using both synthetic urea and artificial urine, reviving this technology as a bridge of sustainable energy and environmental treatment toward the water–energy–food nexus.
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
saw发布了新的文献求助10
3秒前
huang应助luyuran采纳,获得10
3秒前
austing完成签到,获得积分10
4秒前
爆米花应助慈父的微笑采纳,获得10
4秒前
6秒前
研友_8WdzPL发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
Juni发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
止戈发布了新的文献求助50
9秒前
静ZJ发布了新的文献求助10
11秒前
娜娜完成签到 ,获得积分10
13秒前
Liqingqing发布了新的文献求助10
13秒前
打打应助结实的秋凌采纳,获得10
13秒前
14秒前
mawenyu发布了新的文献求助10
14秒前
anli发布了新的文献求助10
14秒前
Nov_shine完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
李爱国应助maodou采纳,获得10
16秒前
娜娜关注了科研通微信公众号
17秒前
17秒前
传奇3应助陈平安采纳,获得10
17秒前
18秒前
张婷发布了新的文献求助10
18秒前
情怀应助漂亮凌旋采纳,获得10
18秒前
小绵羊完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
脑洞疼应助seul采纳,获得10
21秒前
2994401962发布了新的文献求助10
21秒前
11发布了新的文献求助10
22秒前
456qwe完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
何y完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
阴天快乐发布了新的文献求助30
23秒前
23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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
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 7685849
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9249237
关于积分的说明 19956643
捐赠科研通 7258989
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3289303
关于科研通互助平台的介绍 2446316
邀请新用户注册赠送积分活动 2293543