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電催化還原NO制備NH₃是具有前景的改善氮循環(huán)平衡的解決方案，但是如何設(shè)計一種性能優(yōu)異的NO還原（NORR）電催化劑仍然是個巨大的挑戰(zhàn)，特別是還原低濃度NO。

有鑒于此，內(nèi)蒙古大學谷曉俊教授、香港城市大學樓雄文教授等報道置換合金化策略（displacement-alloying strategy）能夠摻雜Ru，將擔載于碳納米片之上的Co納米粒子從fcc結(jié)構(gòu)變成hcp結(jié)構(gòu)，得到的hcp-RuCo電催化劑在低濃度NO的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中得到優(yōu)異的性能。

本文要點

（1）

得到的hcp結(jié)構(gòu)RuCo合金在NORR電催化反應(yīng)中實現(xiàn)創(chuàng)紀錄的法拉第效率（99.2 %），在NO濃度為1 %，NH₃產(chǎn)率達到77.76 μg h^-1 mg_cat^-1，比fcc結(jié)構(gòu)Co納米粒子以及其他常見催化劑更好。

（2）

DFT理論計算結(jié)果表明hcp-RuCo合金的優(yōu)異NORR催化活性是由于Co位點的電子結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，并且相變導(dǎo)致決速步的能壘降低。使用hcp-RuCo組裝Zn-NO電池，實現(xiàn)了2.33 mW cm^-2的峰值功率密度，NH₃產(chǎn)量達到45.94 μg h^-1 mg_cat^-1。這項工作展示了改善低濃度NO催化轉(zhuǎn)化的具有前景的方法。

參考文獻

Dongdong Wang, Guilan Fan, Deyan Luan, Yan Guo, Xiaojun Gu, Xiong Wen (David) Lou, Ru-Incorporation-Induced Phase Transition in Co Nanoparticles for Low-Concentration Nitric Oxide Electroreduction to Ammonia at Low Potential, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202408580

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202408580