由可再生能源驱动的硝酸盐 (NO₃^-) 电还原为氨 (NH₃) 作为哈伯-博世工艺的一种环保且有前景的替代品引起了人们的极大兴趣。然而，缓慢的动力学阻碍了其大规模应用。

在这里，中科院化学所韩布兴院士，Xiaofu Sun首次计算了含氮物质（*NO₃和*NO₂）的结合能和Cu与不同金属掺杂剂的析氢反应的自由能，结果表明Zn是一个有前途的候选者。

文章要点

1）基于理论研究，设计并合成了Zn掺杂的Cu纳米片，所制备的催化剂在NO₃^-转化NH₃过程中表现出了优异的性能。NH3的最大法拉第效率（FE）可达98.4%，收率高达5.8 mol g^-1 h^-1，是迄今为止最好的结果之一。该催化剂还具有优异的循环稳定性。

2）同时，它在较宽的电位范围和NO₃^-浓度范围内也呈现出超过90%的FE。详细的实验和理论研究表明，Zn掺杂可以调节中间体的吸附强度，增强NO₂-转化率，将*NO吸附构型改变为桥吸附，并降低能垒，从而使NO₃^-to- NH₃具有优异的催化性能。

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Limin Wu, et al, Boosting Electrocatalytic Nitrate-to-Ammonia via Tuning of NIntermediate Adsorption on a Zn-Cu Catalyst, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202307952

DOI: 10.1002/anie.202307952

https://doi.org/10.1002/anie.202307952