王双印/陈晨等JACS:hcp-Co高效电催化NO还原制NH3 2023年10月9日 上午1:05 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 15 电催化还原一氧化氮(NO)不仅为生成NH3提供了一种极有前景的策略,而且还缓解了人为破坏的氮循环平衡。然而,探索有效的电催化剂来提高NO的电还原性能仍是一个重大的挑战。基于此,湖南大学王双印教授和陈晨副教授、加拿大多伦多大学Chandra Veer Singh(共同通讯作者)等人报道了一种六边形紧密堆积的Co纳米片(hcp-Co),其NH3产率高达439.50 μmol cm-2 h-1,法拉第效率(FE)高达72.58%,优于面心立方相的Co纳米片(fcc-Co)和大多数已报道的电催化剂。此外,组装了以hcp-Co为正极的Zn-NO电池,其功率密度为4.66 mW cm-2,优于目前已报道的性能。 通过DFT计算,作者研究了hcp-Co上高效NORR性能的机理。对比了hcp-Co和fcc-Co的几何结构发现,hcp-Co和fcc-Co的Co排列分别是−ABAB−和−ABCABC−,导致它们的电子结构有很小的差异。在费米能级(EF)附近,hcp-Co发现了更多的上自旋富电子特征,为NORR提供了一个深的电子池。同时,hcp-Co在EF处表现出较高的下旋电子活性,有利于激活NO分子。 作者还研究了hcp-Co上NORR过程与相应反应中间体的反应自由能分布,对比HNO*,NO的第一质子化更有利于形成NOH*,这是NORR在hcp-Co上的电位决定步骤(PDS)。第二个质子与NOH*反应生成N*和ΔG为-1.47 eV的H2O,而不是HNOH*。最后,将发生三个连续的质子化过程,直到形成NH3。对比fcc-Co(-0.67 eV),hcp-Co中的质子扩散具有非常有利的能量,ΔG为-0.80 eV,表明hcp-Co中有更多的质子源用于NO的质子化。 Hexagonal Cobalt Nanosheets for High-Performance Electrocatalytic NO Reduction to NH3. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c00276. https://doi.org/10.1021/jacs.3c00276. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/09/c9008247e2/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 彭扬/邓昭/焦研Nature子刊:调节铜配合物中的分子构型和Cu配位以高效电催化CO2还原为醇 2022年9月16日 再创新记录!北大郭少军教授,最新Joule! 2024年2月19日 浙大潘洪革/孙文平AM: 具有电荷重新分布的Pd纳米片上晶格限制的Ir簇用于碱性条件下氢氧化反应 2023年10月11日 他,第25篇Angew! 2023年10月13日 上交梁正Angew:稀释剂对锂离子电池高压性能的影响 2023年12月22日 李金金/周震CM: 集成监督和非监督学习加速二维范德华异质结的挖掘 2023年10月8日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交