Heterogeneous Electrochemical Ammonia Oxidation with a Ru-bda Oligomer Anchored on Graphitic Electrodes via CH-π Interactions

Resum

Molecular catalysts can promote ammonia oxidation, providing mechanistic insights into the electrochemical N cycle for a carbon-free fuel economy. We report the ammonia oxidation activity of carbon anodes functionalized with the oligomer {[Ru(bda-κ-NO)(4,4'-bpy)](4,4'-bpy)}, Rubda-10, where bda is [2,2'-bipyridine]-6,6'-dicarboxylate and 4,4'-bpy is 4,4'-bipyridine. Electrocatalytic studies in propylene carbonate demonstrate that the Ru-based hybrid anode used in a 3-electrode configuration transforms NH to N and H in a 1:3 ratio with near-unity faradaic efficiency at an applied potential of 0.1 V vs Fc, reaching turnover numbers of 7500. X-ray absorption spectroscopic analysis after bulk electrolysis confirms the molecular integrity of the catalyst. Based on computational studies together with electrochemical evidence, ammonia nucleophilic attack is proposed as the primary pathway that leads to critical N-N bond formation.

Tipus de document

Article

Llengua

Anglès

Matèries i paraules clau

Ammonia; Catalysts; Electrodes; Electrolysis; Oligomers

Publicat per

 

Documents relacionats

Agencia Estatal de Investigación PID2019-111617RB-I00

Agencia Estatal de Investigación PID2019-111086RA-I00

ACS energy letters ; Vol. 8 Núm. 1 (13 2023), p. 172-178

Citació recomanada

Aquesta citació s'ha generat automàticament.

Drets

open access

Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.

https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Aquest element apareix en la col·lecció o col·leccions següent(s)