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由于競(jìng)爭(zhēng)析氫反應(yīng)（HER），實(shí)現(xiàn)高活性和高選擇性對(duì)電化學(xué)N₂還原（eNRR）提出了巨大挑戰(zhàn)。盡管基于密度泛函理論的計(jì)算可以確定高效eNRR電催化劑，但理論預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)觀察之間存在顯著差距。近日，阿德萊德大學(xué)Jiao Yan從三個(gè)角度全面分析了eNRR和HER在電極-電解質(zhì)界面（EEI）上的動(dòng)力學(xué)競(jìng)爭(zhēng)：動(dòng)力學(xué)N₂吸附、*N₂加氫和相應(yīng)的電勢(shì)依賴動(dòng)力學(xué)。

本文要點(diǎn)：

1) 研究表明，在EEI處的N₂吸附在動(dòng)力學(xué)上容易發(fā)生。在*N₂吸附后，隨后的氫化受到電極電勢(shì)的影響。在較低的過(guò)電位下，*N₂加氫比HER更容易。然而，在更高的過(guò)電位下，由于EEI處N₂的可用性有限，eNRR在動(dòng)力學(xué)上處于不利地位，而HER動(dòng)力學(xué)加速并最終占主導(dǎo)地位。

2) 因此，作者確定了不同催化劑的電化學(xué)eNRR電位窗口，并且提高EEI附近的N₂濃度是提高eNRR活性的關(guān)鍵。這些發(fā)現(xiàn)旨在為提高綠色氨合成效率的未來(lái)戰(zhàn)略提供基礎(chǔ)見(jiàn)解。

參考文獻(xiàn)：

Lin Jiang et.al New Mechanistic Insights into Electrokinetic Competition Between Nitrogen Reduction and Hydrogen Evolution Reactions Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202303809

https://doi.org/10.1002/aenm.202303809