Heterogeneous Electrochemical Ammonia Oxidation with a Ru-bda Oligomer Anchored on Graphitic Electrodes via CH-π Interactions
Beiler, A.M. (Institut Català d'Investigació Química-ICIQ)
Denisiuk, A. (Institut Català d'Investigació Química-ICIQ)
Holub, J. (Institut Català d'Investigació Química-ICIQ)
Sánchez-Baygual, F.J. (Institut Català d'Investigació Química-ICIQ)
Gil-Sepulcre, M. (Institut Català d'Investigació Química-ICIQ)
Ertem, Mehmed Z. (Brookhaven National Laboratory)
Moonshiram, Dooshaye (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid)
Piccioni, A. (Università di Bologna)
Llobet Dalmases, Antoni (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)

Date:	2023
Abstract:	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.
Grants:	Agencia Estatal de Investigación PID2019-111617RB-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2019-111086RA-I00
Rights:	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.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Ammonia ; Catalysts ; Electrodes ; Electrolysis ; Oligomers
Published in:	ACS energy letters, Vol. 8 Núm. 1 (13 2023) , p. 172-178, ISSN 2380-8195

DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02483
PMID: 36660370

7 p, 2.8 MB

The record appears in these collections:
Articles > Research articles
Articles > Published articles