CO 2 ‐Mediated Dynamic Site Modulation in Copper Catalysts for Selective Electrocatalytic Nitrite‐to‐Ammonia Conversion

材料科学 氨 催化作用 铜 亚硝酸盐 无机化学 氨生产 硝酸盐 冶金 有机化学 化学
作者
Liyao Gao,Hao Sun,Yizhe Li,Haoran Sun,Haoyang Wu,Longtao Ren,Qinghong Xu,Jitao Chen,Man Zhao,Wen Liu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (1)
标识
DOI:10.1002/adfm.202512473
摘要

Abstract The rational modulation of catalytic sites to steer multi‐step reaction pathways remains pivotal yet challenging in electrochemical ammonia synthesis. Herein, by investigating three representative copper configurations—single atom (Cu–N 4 ), cluster embedded (Cu–N 4 /Cu x ), and nanoparticle (Cu–NPs)—how CO 2 chemisorption differentially engineers active sites to optimize nitrite‐to‐ammonia conversion is unraveled. Systematic evaluations demonstrate CO 2 ’s tripartite role: 1) Stabilizing * NOOH intermediates through electronic modulation (Bader charge analysis), 2) Suppressing hydrogen evolution via site‐specific blocking ( * COO⁻ on Cu–N 4 , * CO on Cu–NPs; in situ Raman), and 3) Reducing the NO 2 → NOOH barrier on Cu–NPs (ΔG‡ = 0.34 eV by DFT). The synergistic Cu–N 4 /Cu x configuration achieves 94.5% NH 3 Faraday efficiency (FE) and yield rate (3236 µg h −1 cm −2 ) under CO 2 , substantially outperforming isolated components (Cu–N 4 : 78.1% FE/2100 µg h −1 cm −2 ; Cu–NPs: 88.6% FE/5100 µg h −1 cm −2 ). Operando analysis reveals mechanistic divergence: Single‐atomic Cu–N 4 sites preferentially adsorb * COO⁻ to impede hydrogen evolution reaction (HER), while Cu–NPs leverage * CO intermediates to accelerate * NO 2 hydrogenation. This atomic‐level understanding of chemisorption‐driven site regulation establishes a generalizable design principle for decoupling activity and selectivity constraints, advancing sustainable nitrogen electrochemistry.
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
传奇3的应助被Silole采纳,获得10
刚刚
hanjian发布了新的文献求助10
刚刚
沉静冷玉发布了新的文献求助10
刚刚
甜甜友容发布了新的文献求助200
刚刚
Akim的应助被质谱仪采纳,获得10
1秒前
2秒前
三木发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
jiayoujijin发布了新的文献求助10
5秒前
怡宝完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
小李子完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
科研通AI6.2的应助被互化化采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.2的应助被大熊采纳,获得10
7秒前
orixero的应助被喵喵喵采纳,获得10
7秒前
8秒前
WuzJ1ee发布了新的文献求助10
8秒前
剑烟发布了新的文献求助10
9秒前
cryfmm完成签到 ,获得积分10
9秒前
科研通AI6.2的应助被上上采纳,获得20
9秒前
10秒前
11秒前
害羞凡双发布了新的文献求助10
11秒前
yll完成签到,获得积分10
11秒前
今后的应助被xiaosu de baobao采纳,获得10
11秒前
大模型的应助被Dong采纳,获得100
12秒前
所所的应助被大大撒采纳,获得10
13秒前
Silole发布了新的文献求助10
13秒前
yulong发布了新的文献求助10
13秒前
英姑的应助被三木采纳,获得10
14秒前
菜鸟发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
追寻曼青发布了新的文献求助10
15秒前
ay完成签到,获得积分10
15秒前
搞怪书包的应助被老孟采纳,获得50
16秒前
17秒前
17秒前
Jasper的应助被王焕玉采纳,获得10
17秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
The Student's Guide to Social Neuroscience 600
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
A Will for the Machine: Computerization, Automation, and the Arts in South Africa 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7811028
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9342673
关于积分的说明 20514022
捐赠科研通 7403860
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3329614
关于科研通互助平台的介绍 2476392
邀请新用户注册赠送积分活动 2348504