Lewis acid–dominated aqueous electrolyte acting as co-catalyst and overcoming N <sub>2</sub> activation issues on catalyst surface
Notice bibliographique
Résumé
The growing demands for ammonia in agriculture and transportation fuel stimulate researchers to develop sustainable electrochemical methods to synthesize ammonia ambiently, to get past the energy-intensive Haber-Bosch process. However, the conventionally used aqueous electrolytes limit N 2 solubility, leading to insufficient reactant molecules in the vicinity of the catalyst during electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR). This hampers the yield and production rate of ammonia, irrespective of how efficient the catalyst is. Herein, we introduce an aqueous electrolyte (NaBF 4 ), which not only acts as an N 2 -carrier in the medium but also works as a full-fledged “co-catalyst” along with our active material MnN 4 to deliver a high yield of NH 3 (328.59 μg h −1 mg cat −1 ) at 0.0 V versus reversible hydrogen electrode. BF 3 -induced charge polarization shifts the metal d-band center of the MnN 4 unit close to the Fermi level, inviting N 2 adsorption facilely. The Lewis acidity of the free BF 3 molecules further propagates their importance in polarizing the N≡N bond of the adsorbed N 2 and its first protonation. This push-pull kind of electronic interaction has been confirmed from the change in d-band center values of the MnN 4 site as well as charge density distribution over our active model units, which turned out to be effective enough to lower the energy barrier of the potential determining steps of NRR. Consequently, a high production rate of NH 3 (2.45 × 10 −9 mol s −1 cm −2 ) was achieved, approaching the industrial scale where the source of NH 3 was thoroughly studied and confirmed to be chiefly from the electrochemical reduction of the purged N 2 gas.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».