Abstract Highly active and stable bifunctional electrocatalysts for overall water splitting are important for clean and renewable energy technologies. The development of energy‐saving electrocatalysts for hydrogen evolution reaction (HER) by replacing the sluggish oxygen evolution reaction (OER) with a thermodynamically favorable electrochemical oxidation (ECO) reaction has attracted increasing attention. In this study, a self‐supported, hierarchical, porous, nitrogen‐doped carbon (NC)@CuCo 2 N x /carbon fiber (CF) is fabricated and used as an efficient bifunctional electrocatalyst for both HER and OER in alkaline solutions with excellent activity and stability. Moreover, a two‐electrode electrolyzer is assembled using the NC@CuCo 2 N x /CF as an electrocatalyst at both cathode and anode electrodes for H 2 production and selective ECO of benzyl alcohol with high conversion and selectivity. The excellent electrocatalytic activity is proposed to be mainly due to the hierarchical architecture beneficial for exposing more catalytic active sites, enhancing mass transport. Density functional theoretical calculations reveal that the adsorption energies of key species can be modulated due to the synergistic effect between CoN and CuN. This work provides a reference for the development of high‐performance bifunctional electrocatalysts for simultaneous production of H 2 and high‐value‐added fine chemicals.

Abstract Metallene with fantastic physicochemical properties is considered as a potential candidate for oxygen reduction reaction (ORR). Controlling the morphology and structure of metallene can provide a great opportunity to improve its catalytic performance. Herein, defect‐rich ultrathin porous Pd metallene (a sub‐nanometer and curved metal nanosheet) is developed by facile wet‐chemistry strategy for efficient and stable ORR electrocatalysis in alkaline electrolyte. The defect‐rich porous Pd metallene provides abundant highly active sites and vacancy defects, showing superior ORR activity of 0.892 A mg Pd −1 at 0.9 V vs. the reversible hydrogen electrode. The mass activity is 5.1 and 16.8 times higher than those of commercial Pt/C and Pd/C, respectively, and maintains well after 5000 cycles. The strain effect and tunable electronic structure derived from highly curved sub‐nanometer nanosheet morphology contribute to the excellent ORR performance by the optimization of oxygen binding ability on Pd. The superior catalytic performance of Pd metallene may open an avenue to design other metallene materials for various fields.

The recent advances of organic synthesis reactions based on heterogeneous visible-light photocatalysis are reviewed.

Exploring highly efficient and inexpensive hydrogen evolution reaction (HER) electrocatalysts for various electrochemical energy conversion technologies is actively encouraged. Herein, a 3D urchin‐like Mo‐W 18 O 49 nanostructure as an efficient HER catalyst is reported for the first time. The obtained Mo‐W 18 O 49 catalyst exhibits excellent electrocatalytic activity toward HER with small onset potential and Tafel slope. The prepared Mo‐W 18 O 49 electrode shows excellent durability after a long period. Density functional theory calculations reveal that the remarkably enhanced performance of Mo‐W 18 O 49 can be due to the ability of Mo dopant to increase the number of active sites, leading to optimal hydrogen adsorption on the active sites because of the electronic and geometric modulation. In addition, the urchin‐like 3D morphology with a high surface area and abundant 1D nanowires promotes electron transfer, thereby ensuring fast interfacial charge transfer to improve electrocatalytic reactions. All these experimental and theoretical results clearly reveal that Mo‐W 18 O 49 intrinsically improves HER activity and thus has potential applications in water splitting.

Electrochemical nitrogen reduction to ammonia is proposed as a promising alternative to the Haber-Bosch process because it can be driven by renewable electricity at ambient conditions. Currently, the development of such a process is hampered by the lack of efficient electrocatalysts for the nitrogen reduction reaction (NRR). Herein, we report a super-rapid approach for the synthesis of flower-like Au microstructures (Au flowers) within 5 s. The obtained Au structures are assembled by staggered nanoplates as building blocks, which provide abundant electrocatalytically active sites for the NRR. The Au flowers achieve a high performance (NH3 yield: 25.57 μg h-1 mgcat.-1 ; faradaic efficiency: 6.05 %), 100 % selectivity (no N2 H4 production), and long-term durability toward the electrochemical ammonia production. The work is highly valuable for the rapid synthesis of active catalysts for the NRR.

The N, P co-doped porous carbon materials were synthesized via the in situ pyrolysis of yeast post-water treatment and exhibited superior nitro hydrogenation performance using molecular hydrogen and hydrazine hydrate as hydrogen sources.

Non-metallic catalysts present significant potential for environmentally friendly industrialization of acetylene hydrochlorination. However, the challenge of low activity in non-metallic catalysts hampers their practical application. In this study, we propose the use of a dual-template method to fabricate a layered N-doped carbon catalyst, subsequently applying it to acetylene hydrochlorination reactions. Experimental results indicate that the catalyst exhibits exceptional catalytic performance in acetylene hydrochlorination. Combined with characterization results, the catalyst's performance is positively correlated with its surface area and nitrogen content. Furthermore, DFT calculations suggest that protonated pyridinic nitrogen and pyridinic N + O− have moderate adsorption on HCl, potentially serving as active sites for the catalyst. This study analyzes the impact of various parameters of N-doped carbon catalysts on catalytic performance, providing direction for developing non-metallic catalysts suitable for industrial applications.