Atomic Eu‐Mediated Acetonitrile Adsorption Configuration Switch Drives Long‐Term and Ampere‐Level Electrosynthesis of Ethylamine in AEM Electrolyzer

电合成 乙胺 材料科学 法拉第效率 催化作用 吸附 乙腈 电解 化学工程 无机化学 电化学 选择性 制氢 氢 亚胺 电催化剂 电解水 反应中间体 纳米棒 多相催化 选择性吸附 纳米技术 质子交换膜燃料电池
作者
Han Du,Xuan Wang,Meng Li,Ransheng Lv,C Y Wang,Wentao Xue,Lei Ren,Dongmei Sun,Yawen Tang,H. C. Li,Gengtao Fu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (13): e21105-e21105 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adma.202521105
摘要

ABSTRACT Electrocatalytic hydrogenation of acetonitrile (AN‐ECH) offers a sustainable pathway for ethylamine (EA) synthesis. However, achieving high selectivity in AN‐ECH necessitates carefully balancing proton availability to suppress the hydrogen evolution reaction (HER), which often conflicts with the proton supply requirements under industrial‐grade current densities. Herein, we design and develop a novel and effective AN‐ECH catalyst consisting of rare‐earth Eu atoms modified on Cu 2 O nanoneedles to drive efficient and durable AN‐ECH at ampere‐level currents. The optimized Eu‐Cu 2 O catalyst achieves a high EA Faradaic efficiency of 98.1 % and an exceptional production rate of 2253.2 µmol h −1 cm −2 compared with pure Cu 2 O. Notably, the Eu‐Cu 2 O can continuously operate 420 h at 2 A in an anion‐exchange membrane electrolyzer for AN‐ECH, representing the longest reported stability under the industrial‐current conditions to date. Operando characterization and theoretical calculations elucidate that the Eu incorporation tailors the electronic structure of Cu sites, thus switching the adsorption configuration of AN from the flat‐lying multi‐site π‐adsorption to vertical N‐end adsorption. This reconfiguration of the adsorption site lowers the energy barrier for the imine hydrogenation step, dictating the ideal proton addition pathway while enhancing the proton addition kinetics to suppress the HER. This work provides fundamental insights into rare‐earth tuning of AN hydrogenation mechanisms and represents a critical advancement toward ampere‐scale electrosynthesis of EA.
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
ycccc23333完成签到,获得积分10
刚刚
KissesU完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
七七发布了新的文献求助30
2秒前
玖月完成签到,获得积分10
3秒前
echo给echo的求助进行了留言
4秒前
雪山冰川完成签到,获得积分10
4秒前
舒适忆枫发布了新的文献求助10
4秒前
一一发布了新的文献求助10
5秒前
MM完成签到,获得积分20
6秒前
FashionBoy的应助被研友_nVj3yn采纳,获得10
6秒前
正在线发布了新的文献求助10
6秒前
ding的应助被2121采纳,获得10
6秒前
ckj发布了新的文献求助10
6秒前
搜集达人的应助被祸翼采纳,获得10
7秒前
7秒前
RadioMars的应助被称心青亦采纳,获得10
8秒前
王俊凯老婆完成签到,获得积分10
9秒前
雪山冰川发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
胡静完成签到 ,获得积分10
10秒前
蜂蜜发布了新的文献求助10
11秒前
111完成签到,获得积分10
11秒前
白菜完成签到,获得积分10
12秒前
百事可乐完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
追光发布了新的文献求助10
12秒前
Yuri完成签到,获得积分10
12秒前
NexusExplorer的应助被舒适忆枫采纳,获得10
13秒前
xinxin完成签到 ,获得积分10
14秒前
科研狗完成签到,获得积分0
14秒前
dejavu完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
木子发布了新的文献求助10
15秒前
LucyMartinez完成签到,获得积分10
15秒前
张三完成签到,获得积分10
16秒前
勤恳的丹翠完成签到,获得积分10
16秒前
111A完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
marimo完成签到 ,获得积分10
17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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
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 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7896168
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9405101
关于积分的说明 20866721
捐赠科研通 7499417
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3359510
关于科研通互助平台的介绍 2497782
邀请新用户注册赠送积分活动 2388793