电化学硝酸盐还原反应(NO3RR)制氨是平衡全球氮循环的一种有效策略。然而,在非均相电催化剂上,特别是在中性溶液中,它仍然存在法拉第效率(FE)差和氨生产产率有限的问题。在此,中国科学院Chu Shengqi、清华大学Gu Lin、香港理工大学Huang Bolong、香港城市大学Fan Zhanxi报道了具有低配位Ru位点的超薄纳米片组装的RuFe纳米花的一锅合成,以提高其中性电解质中的NO3RR性能。
本文要点:
1) RuFe纳米花在−0.30和−0.65 V下分别具有92.9%的优异氨FE和38.68 mg h−1 mgcat−1(64.47 mg h−1 mgRu−1)的产率。实验研究和理论计算表明,具有低配位Ru位点的RuFe纳米花具有优异的电催化活性。
2) 此外,d带中心的增加可以保证有效的电子转移,从而降低硝酸盐还原的能垒。作者使用RuFe纳米花制成了大比容量的可再充电硝酸锌电池,进而表明了它们在下一代电化学能源系统中的巨大潜力。
Yunhao Wang et.al Atomic coordination environment engineering of bimetallic alloy nanostructures for efficient ammonia electrosynthesis from nitrate PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2306461120
https://doi.org/10.1073/pnas.2306461120