Synergistic Effect of Ni/Ni(OH)2 Core‐Shell Catalyst Boosts Tandem Nitrate Reduction for Ampere‐Level Ammonia Production

氨生产 催化作用 氨 串联 硝酸盐 化学 无机化学 镍 化学工程 材料科学 有机化学 工程类 复合材料
作者
Xinyue Shi,Minghui Xie,Kaiwen Yang,Yutao Niu,Haibin Ma,Yiming Zhu,Jiayi Li,Tingting Pan,Xiaoyan Zhou,Yujie Cui,Li Zhao,Yifu Yu,Xiaohua Yu,Jiwei Ma,Hongfei Cheng
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:136 (27) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/ange.202406750
摘要

Abstract Electrocatalytic reduction of nitrate to ammonia provides a green alternate to the Haber–Bosch method, yet it suffers from sluggish kinetics and a low yield rate. The nitrate reduction follows a tandem reaction of nitrate reduction to nitrite and subsequent nitrite hydrogenation to generate ammonia, and the ammonia Faraday efficiency (FE) is limited by the competitive hydrogen evolution reaction. Herein, we design a heterostructure catalyst to remedy the above issues, which consists of Ni nanosphere core and Ni(OH) 2 nanosheet shell (Ni/Ni(OH) 2 ). In situ Raman spectroscopy reveals Ni and Ni(OH) 2 are interconvertible according to the applied potential, facilitating the cascade nitrate reduction synergistically. Consequently, it attains superior electrocatalytic nitrate reduction performance with an ammonia FE of 98.50 % and a current density of 0.934 A cm −2 at −0.476 V versus reversible hydrogen electrode, and exhibits an average ammonia yield rate of 84.74 mg h −1 cm −2 during the 102‐hour stability test, which is highly superior to the reported catalysts tested under similar conditions. Density functional theory calculations corroborate the synergistic effect of Ni and Ni(OH) 2 in the tandem reaction of nitrate reduction. Moreover, the Ni/Ni(OH) 2 catalyst also possesses good capability for methanol oxidation and thus is used to establish a system coupling with nitrate reduction.
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
科研通AI6.2的应助被松大宝采纳,获得10
1秒前
自由滑大王完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Qiu完成签到,获得积分10
2秒前
epar发布了新的文献求助10
2秒前
落后的嚣完成签到,获得积分10
3秒前
kiterunner发布了新的文献求助30
4秒前
5秒前
大观天下发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
秋风的应助被huhu采纳,获得10
7秒前
青柠完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
英姑的应助被冷艳诗云采纳,获得10
9秒前
11秒前
启程牛牛完成签到,获得积分0
12秒前
UU发布了新的文献求助10
13秒前
情怀的应助被沉默采纳,获得10
13秒前
李兴月发布了新的文献求助10
13秒前
可爱的函函的应助被LJ采纳,获得10
13秒前
风格的应助被Derek采纳,获得30
14秒前
风格的应助被Derek采纳,获得30
14秒前
慕青的应助被Derek采纳,获得30
15秒前
15秒前
15秒前
下午不营业完成签到 ,获得积分10
15秒前
卢小妹发布了新的文献求助10
16秒前
Beyond完成签到 ,获得积分10
17秒前
dl完成签到,获得积分10
18秒前
molihuakai的应助被Accelerator666采纳,获得20
19秒前
jackyale完成签到,获得积分10
19秒前
CJY发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
板蓝根完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
22秒前
风吹麦浪的应助被毛日骏采纳,获得10
22秒前
22秒前
陈M雯完成签到 ,获得积分10
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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
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 8146348
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544958
关于积分的说明 21666568
捐赠科研通 7732449
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423009
关于科研通互助平台的介绍 2548028
邀请新用户注册赠送积分活动 2465936