Reversible transition of an amorphous Cu-Al oxyfluoride into a highly active electrocatalyst for nitrate reduction to ammonia
Notice bibliographique
Résumé
The electrochemical conversion of nitrate (NO3-) to ammonia (NH3) is an emerging alternative to valorize this aqueous pollutant to an essential chemical feedstock and potential fuel. Underpinning the maturation of the field and eventual viability of this technology is the discovery of efficient electrocatalysts, coupled with fundamental insights into the reaction mechanism. Until now, fluorinated materials have not yet been explored in this direction. In this work, we present the first fluorinated catalyst used for electrochemical NO3- reduction to NH3. A new copper-based oxyfluoride, Cu3Al2OF10, prepared through a facile coprecipitation and annealing of the corresponding hydrated fluoride r-Cu3Al2F12(H2O)12, was found to be exceptionally active, attaining a NH3 Faradaic Efficiency (FE) of up to 57% for the 8-electron NO3- to NH3 pathway (-0.4 VRHE) with a mass activity of up to 1220 A.g-1 at -0.6 VRHE, the highest yet recorded. Additionally, Cu3Al2OF10 continually produced NH3 for 2.5 days while maintaining a reasonable FE (55%). Finally, electroanalytical and operando spectroscopic investigations revealed a reversible transition to a phase entailing Cu nanoparticles embedded within the amorphous oxyfluoride matrix that was predominantly responsible for the catalyst’s activity. Overall, this work stands to open avenues for transition metal fluoride materials within the field nitrogen-based electrocatalysis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».