亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Synergizing Fe2O3 nanoparticles on single atom Fe-N-C for nitrate reduction to ammonia at industrial current densities

催化作用 纳米颗粒 法拉第效率 氨 选择性 电解 电化学 硝酸盐 材料科学 X射线光电子能谱 化学工程 无机化学 化学 纳米技术 电极 有机化学 物理化学 工程类 电解质
作者
Eamonn Murphy,Baiyu Sun,Martina Rüscher,Yuanchao Liu,Wenjie Zang,Shengyuan Guo,Uta Hejral,Ying Huang,Alvin Ly,Iryna V. Zenyuk,Xiaoqing Pan,Janis Timoshenko,Beatriz Roldán Cuenya,Erik David Spoerke,Plamen Atanassov
出处
期刊: 被引量:6
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2023-x25jj
摘要

The electrochemical reduction of oxidized nitrogen species enables a pathway for the carbon neutral synthesis of ammonia (NH3). The most oxidized form of nitrogen, nitrate (NO3-) can be reduced to NH3 via the nitrate reduction reaction (NO3RR), which has been demonstrated at high selectivity. However, to make NH3 synthesis cost-competitive with current technologies, high NH3 partial current densities (jNH3) must be achieved to reduce the levelized cost of NH3. Here, we leverage the high NO3RR activity of Fe-based materials to synthesize a novel active particle-active support system with Fe2O3 nanoparticles supported on atomically dispersed Fe-N-C. By synergizing the activity of both nanoparticles and single atom sites, the optimized 3xFe2O3/Fe-N-C catalyst demonstrates an ultrahigh NO3RR activity, reaching a maximum jNH3 of 1.95 A cm-2 at a Faradaic efficiency (FE) for NH3 of 100% and an NH3 yield rate over 9 mmol hr-1 cm-2. Operando XANES and post-mortem XPS reveal the importance of a pre-reduction activation step, reducing the surface Fe2O3 (Fe3+) to highly active Fe0 sites, which are maintained during electrolysis, to realize the ultrahigh NO3RR activity. Durability studies demonstrate the robustness of both the Fe2O3 particles and Fe-Nx sites at highly cathodic potentials, maintaining a current of -1.3 A cm-2 over 24 hours, a near unity FENH3. This work exhibits an effective and durable active particle-active support system enhancing the performance of the NO3RR, enabling industrially relevant current densities and near 100% selectivity.
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
刚刚
刚刚
XJF完成签到 ,获得积分10
4秒前
babyapple发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
tzhong关注了科研通微信公众号
8秒前
刘小芬完成签到,获得积分10
9秒前
氨气完成签到 ,获得积分10
13秒前
陌殇发布了新的文献求助10
18秒前
高高仙人掌完成签到,获得积分10
19秒前
ding的应助被科研通管家采纳,获得10
22秒前
molihuakai的应助被科研通管家采纳,获得10
23秒前
脆皮黑巧完成签到 ,获得积分10
27秒前
xinyi完成签到,获得积分20
34秒前
那当然完成签到 ,获得积分10
35秒前
传奇3的应助被xinyi采纳,获得10
40秒前
莺时完成签到 ,获得积分10
43秒前
希望天下0贩的0的应助被陌殇采纳,获得10
45秒前
ASZI完成签到 ,获得积分10
47秒前
diod完成签到,获得积分10
49秒前
博士生小孙完成签到,获得积分10
51秒前
香蕉觅云的应助被bloom采纳,获得10
52秒前
田様的应助被diod采纳,获得10
53秒前
乐观的书竹完成签到,获得积分10
57秒前
李健的应助被是锦锦呀采纳,获得10
1分钟前
元首完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
正直盼秋完成签到,获得积分10
1分钟前
cling发布了新的文献求助10
1分钟前
专注的天菱完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
AAZI完成签到 ,获得积分10
1分钟前
又声完成签到,获得积分10
1分钟前
是锦锦呀发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
aa发布了新的文献求助10
1分钟前
bloom发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
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
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 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 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 8041348
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9474792
关于积分的说明 21274433
捐赠科研通 7609722
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3391373
关于科研通互助平台的介绍 2522814
邀请新用户注册赠送积分活动 2429157