硝酸鹽在水溶液中電還原為綠色氨(NO3-to-NH3)是一種適用于綠色NH3電合成和氮平衡的可持續途徑。然而,NO3?到NH3的電還原經歷復雜的八電子(8e?)轉移途徑,導致其活性和選擇性低下。介觀結構工程被認為是一種新型可靠的設計策略,其可用于生產高性能多金屬電催化劑,并顯著促進NO3-到NH3電還原的選擇性。在水溶液中,四川大學Liu Ben、Zheng Chengbin通過一步電流置換輔助表面活性劑模板法制備了1D PdCuAg介孔納米管(MT)。
本文要點:
1) 該電催化劑具有優異的催化性能,并具有95.2%的高NH3法拉第效率(FENH3)、17.7 mg h?1 mg?1的優異NH3產率、29.8%的NH3能量效率和優異的穩定性。
2) NO3?轉化為NH3性能的提高來自于富含電子的表面和介觀結構協同作用的納米約束微環境,這些微環境豐富了關鍵中間體的化學吸附,從而促進了NO3?通過8e?反應途徑電還原為NH3。此外,1D PdCuAg MT在Zn-NO3?電池中具有25.85μmol h?1 cm?2的優越NH3產率和92.4%的高FENH3。
Lizhi Sun et.al Mesostructures Engineering to Promote Selective Nitrate-to-Ammonia Electroreduction Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303054
https://doi.org/10.1002/aenm.202303054