A semiconducting hybrid of RhO<i>x</i>/GaN@InGaN for simultaneous activation of methane and water toward syngas by photocatalysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Prior to the eventual arrival of carbon neutrality, solar-driven syngas production from methane steam reforming presents a promising approach to produce transportation fuels and chemicals. Simultaneous activation of the two reactants, i.e. methane and water, with notable geometric and polar discrepancy is at the crux of this important subject yet greatly challenging. This work explores an exceptional semiconducting hybrid of RhOx/GaN@InGaN nanowires for overcoming this critical challenge to achieve efficient syngas generation from methane steam reforming by photocatalysis. By coordinating density functional theoretical calculations and microscopic characterizations, with in situ spectroscopic measurements, it is found that the multifunctional RhOx/GaN interface is effective for simultaneously activating both CH4 and H2O by stretching the C–H and O–H bonds because of its unique Lewis acid/base attribute. With the aid of energetic charge carriers, the stretched C–H and O–H bonds of reactants are favorably cleaved, resulting in the key intermediates, i.e. *CH3, *OH, and *H, to sit on Rh sites, Rh sites, and N sites, respectively. Syngas is subsequently produced via energetically favored pathway without additional energy inputs except for light. As a result, a benchmarking syngas formation rate of 8.1 mol·gcat−1·h−1 is achieved with varied H2/CO ratios from 2.4 to 0.8 under concentrated light illumination of 6.3 W·cm−2, enabling the achievement of a superior turnover number of 10,493 mol syngas per mol Rh species over 300 min of long-term operation. This work presents a promising strategy for green syngas production from methane steam reforming by utilizing unlimited solar energy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».