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電催化還原硝酸鹽是可持續制備NH₃的途徑，但是選擇性制備NH₃受到NO₃RR過程包含多種中間體的問題以及競爭性HER副反應的問題。因此，發展高效NO₃RR催化劑是至關重要的課題。
有鑒于此，國立蔚山科學技術院（UNIST）Seungho Cho教授、Ji-Wook Jang教授、斯坦福大學Thomas F. Jaramillo教授等報道由雙金屬羥基鹽轉化得到高活性的雙金屬催化劑。

本文要點

（1）

Cu₁Co₁-HDS催化劑在NO₃RR電催化反應過程中發生原位結構重構，得到了Cu⁰和Co(OH)₂的均勻分布的納米復合催化劑。催化劑結構重組產生的Cu⁰能夠將NO₃^-還原為NO₂^-，隨后NO₂^-進一步在Co(OH)₂位點加氫生成NH₃。

（2）

均勻分布的Cu和Co催化物種能夠形成盡量高的協同作用，在NO₃RR電催化反應中表現優異的性能，NH₃產量達到4.625 mmol h^-1 cm^-2，這個性能是目前NO₃RR最好的。當Cu₁Co₁-HDS催化劑與Si太陽能電池集成，處理工業廢水2000 ppm NO₃^-能夠實現4.53 %的太陽能制氨效率。這項工作展示了優化Cu和Co的分布和組成，增強電催化合成氨的方法。

參考文獻

Wonsik Jang, Dongrak Oh, Jinyoung Lee, Jongkyoung Kim, Jesse E. Matthews, Hyoseok Kim, Sang-Won Lee, Seunghyun Lee, Yi Xu, Je Min Yu, Seon Woo Hwang, Thomas F. Jaramillo*, Ji-Wook Jang*, and Seungho Cho*, Homogeneously Mixed Cu–Co Bimetallic Catalyst Derived from Hydroxy Double Salt for Industrial-Level High-Rate Nitrate-to-Ammonia Electrosynthesis, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c07061

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07061