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Accès ouvert déclaré 2026 article

Y-induced oxygen vacancy engineering and local electronic reconstruction for enhanced ammonia decomposition over Ni1Ce1-xYxOα

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Rattachement africain : jp, cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

• Ni 1 Ce 0.5 Y 0.5 O α exhibits the highest activity, achieving 84% NH 3 conversion at 550 °C. • Y doping leads to the generation of more O v in Ni 1 Ce 0.5 Y 0.5 O α . • Y modifies the electronic structure of the catalyst to facilitate N association. • Y doping maintains the stability of the surface O v at high temperatures. Ammonia decomposition is considered an ideal carbon-free pathway to hydrogen production. However, the limited catalytic activity of non-noble metal catalysts for ammonia decomposition remains a major barrier to their industrial deployment. Here, we developed a modulation strategy that simultaneously tunes the structural and electronic properties of Ni-based catalysts to improve their catalytic performance. Yttrium (Y) was introduced as a dopant via a citrate sol–gel auto-combustion method into Ni/CeO 2 , enabling compositionally controlled Y incorporation over the electron–defect landscape. This method yields a well-defined Ni 1 Ce 1-x Y x O α structure, in which Y 3+ , with its different ionic radius from Ce 4+ , is homogeneously incorporated into the CeO 2 lattice to form a solid solution, generating abundant and stable surface oxygen vacancies and modulating the electronic environment of Ni active sites. Among the Ni 1 Ce 1-x Y x O α catalysts prepared, Ni 1 Ce 0.5 Y 0.5 O α exhibits the highest activity, achieving 84% NH 3 conversion at 550 °C (GHSV = 30000 mL·g cat -1 ·h −1 ) and a H 2 production rate of 1687 ± 14 mmol·g cat -1 ·h −1 , along with robust thermal stability. The calculated results suggest that Y doping decreases the formation energy of oxygen vacancies and perturbs the local electronic environment, which enhances electron transfer to the Ni active sites, increasing Ni valence electron density. N associative desorption as the rate-determining step (RDS) was determined at Ni 1 Ce 0.5 Y 0.5 O α , in which the electronic modulation, in synergy with surface oxygen vacancies, reduces the energy barrier for N association by 0.21 eV and renders this step thermodynamically favorable. This work demonstrates that the strategic use of Y as a dual-functional promoter enhances the catalytic activity in ammonia decomposition.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Y-induced oxygen vacancy engineering and local electronic reconstruction for enhanced ammonia decomposition over Ni1Ce1-xYxOα
Date Crossref
01/03/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Tohoku University Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR) pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Dalian University of Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Advanced Institute of Materials Science pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Dalian University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Chemical Engineering State Key Laboratory of Fine Chemistry pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR) — Tohoku University, Dalian University of Technology et Advanced Institute of Materials Science, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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