Coadsorption of NRR and HER Intermediates Determines the Performance of Ru-N4 toward Electrocatalytic N2 Reduction
Publiceringsår
2022
Upphovspersoner
Wu, Tongwei; Melander, Marko M.; Honkala, Karoliina
Abstrakt
Electrochemical N2 reduction (NRR) to ammonia is seriously limited by the competing hydrogen evolution reaction (HER), but atomic-scale factors controlling HER/NRR competition are unknown. Herein we unveil the mechanism, thermodynamics, and kinetics determining the HER/NRR efficiency on the state-of-the-art NRR electrocatalyst, Ru-N4, using grand canonical ensemble density functional theory (GCE-DFT). We show that NRR/HER intermediates coadsorb on the catalyst where NRR intermediates suppress HER and selectivity is determined by the initial step forming *NNH or *H. Our results provide crucial insight into the complex NRR/HER competition, show the necessity of using GCE-DFT calculations, and suggest ways to improve NRR selectivity.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal
Förläggare
Volym
12
Nummer
4
Sidor
2505-2512
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
2
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Kemi
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Publiceringsland
Förenta staterna (USA)
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1021/acscatal.1c05820
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja