高效的硝酸盐电化学还原反应是可持续生产氨的关键工艺，其可以克服哈伯-博世工艺的诸多局限性。而目前硝酸盐电化学还原反应催化剂受到氨产率低、选择性差和能量效率低的限制。在此，牛津大学Dermot O’Hare、韩国科学技术院Jeung Ku Kang报道了一种层状双氢氧化物（LDH）/Cu泡沫混合电催化剂，其可以从稀硝酸盐溶液中高效电化学制氨。

本文要点：

1)。[Ni_0.75Fe_0.25（OH）₂]（CO₃）_0.125（Ni₃Fe–CO₃ LDH）通过具有合适能垒的Volmer反应生成氢自由基，并抑制Heyrovsky反应步骤中H–H键形成，从而可以有效抑制副反应析氢过程，进而使得电化学生成的氢自由基转移到Cu表面，将NO₃^-还原为NH₃。

2) 与原始Cu表面相比，Ni₃Fe–CO₃ LDH/Cu泡沫混合电极的NH₃产率提高了8.5倍，同时在98.5%NO₃^-转化率下的NH₃选择性为95.8%，并且其在半电池中的能量效率为36.6%，以及在−0.2 V的5mM NO₃⁻溶液中具有96.8%的法拉第效率。

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Keon-Han Kim et.al Energy-efficient electrochemical ammonia production from dilute nitrate solution EES 2023

DOI: 10.1039/D2EE03461A

https://doi.org/10.1039/D2EE03461A