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電催化還原硝酸鹽（NO₃RR）是一種環境友好的合成氨路徑，但是如何改善含有多個反應步驟的緩慢反應動力學是個非常大的挑戰。

有鑒于此，蘇州大學路建美教授、晏成林教授提出了一種不對稱策略調節金屬烯（metallene）的催化活性位點，通過雜原子合金化的方法打破中熵合金金屬烯的對稱性，從而能夠調節催化活性位點的電荷分布，進而調控催化活性，實現了優異的電催化NO₃RR性能。

主要內容

（1）

通過暴露最大量的催化活性位點，這種PdCuCo中熵合金金屬烯電催化劑在中性或堿性電解液中進行電催化NO₃RR反應，都能夠實現接近100 %的NH₃法拉第效率，而且NH₃的產量達到創紀錄的532.5 mg h^-1 mg_cat^-1。此外，處理工業廢水后，能夠將99.7 %的硝酸鹽轉化，將硝酸鹽濃度從6200 ppm降低至飲用水的標準。

（2）

詳細的實驗研究結果說明在對稱性打破的中熵合金金屬烯實現電荷重新分布，因此降低*NO的N-O化學鍵強度，降低NO₃RR決速步驟的能壘。而且，能夠阻礙競爭的HER反應，阻礙生成NO₂^-。這項策略有助于設計高效率NO₃RR催化劑。

參考文獻

Yuanbo Zhou, Lifang Zhang, Mengfan Wang, Zebin Zhu, Najun Li, Tao Qian, Chenglin Yan*, and Jianmei Lu*, Achieving Near 100% Faradaic Efficiency of Electrocatalytic Nitrate Reduction to Ammonia on Symmetry-Broken Medium-Entropy-Alloy Metallene, ACS Catal. 2024, 14, 7907–7916

DOI: 10.1021/acscatal.4c00879

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c00879