双金属掺杂α-碳化磷催化剂

极限电位 0 V 合成氨

通过“阻断和再平衡”机制设计，该二维催化剂实现了对氮还原反应的超低过电位，部分组合可在零极限电位下驱动合成氨。

何成 · Jianglong, Ma · Xi S. · 张文雪

Journal of Energy Chemistry 2024

参数信息

极限电位

0 V

极限电位

-0.30 V

技术优势

极限电位低至0 V

CrMo和CrW组合的极限电位为0 V，意味着理论过电位为零，能量效率极高。

高通量筛选锁定最优组合

从45种双金属组合中通过多步筛选得到高性能催化剂，大幅缩小实验试错范围。

机器学习提出设计描述符

提出描述符φ，可准确预测双原子催化剂的NRR性能，为后续理性设计提供工具。

应用场景

• 氮还原电催化：以零极限电位驱动NRR，替代高能耗Haber-Bosch制氨。
• 合成氨催化剂：提供不含贵金属的高活性双原子组合，降低合成氨催化剂成本。
• 二维催化材料：利用2D α-碳化磷的电子阻断效应，实现双原子协同催化。
• 双原子催化：揭示双原子催化剂中金属对的电荷再平衡机制，指导理性设计。