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Anomalous metastable hcp Ni nanocatalyst induced by non-metal N doping enables promoted ammonia borane dehydrogenation

引用

Journal of Energy Chemistry 2023年第4期79卷 72-82页

作者： Ping Li Yuqi Huang Quhua Huang Ran Chen Jixin Li Shuanghong Tian School of Environmental Science and Engineering Sun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275GuangdongChina Guangdong Provincial Key Laboratory of Environmental Pollution Control and Remediation Technology Guangzhou 510275GuangdongChina

Developing high-performing non-noble transition metal catalysts for H_(2) evolution from chemical hydrogen storage materials is of great significance for the hydrogen economy system, yet challenging. Herein,we present for the first time that anomalous metastable hexagonal close-packed Ni nanoparticles induced by heteroatom N doping encapsulated in carbon(N-hcp-Ni/C) can exhibit admirable catalytic performance for ammonia borane(AB) dehydrogenation, prominently outperforming conventional fcc Ni counterpart with similar morphology and favorably presenting the state-of-the-art level.Comprehensive experimental and theoretical studies unravel that unusual hcp phase engineering of Ni together with N doping could induce charge redistribution and modulate electronic structure, thereby facilitating H_(2)O adsorption and expediting H_(2)O dissociation(rate-determining step). As a result, AB dehydrogenation can be substantially boosted with the assistance of N-hcp-Ni/C. Our proposed strategy highlights that unconventional crystal phase engineering coupled with non-metal heteroatom doping is a promising avenue to construct advanced transition metal catalysts for future renewable energy technologies.

关键词： Hcp Ni Non-metal doping Phase engineering Electronic regulation ammonia borane dehydrogenation

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