用于在太陽光下將硝酸鹽還原為氨的光電化學電池的開發對于清潔化學品和燃料的生產具有重要意義，但是仍然是一個令人生畏的挑戰。
在這里，密歇根大學安娜堡分校Zetian Mi，耶魯大學Victor S. Batista研究了生長在n+ -p Si晶片上的GaN納米線上負載的各種金屬催化劑——一種可擴展人工光合作用的新興功能平臺，并展示了高度穩定和高效的光電化學硝酸鹽還原反應。
文章要點
1）研究發現在GaN/Si上的Co和Ni催化劑表現出最好的性能，開始電勢> 0.3 V，NH3的法拉第效率為99%。這些結果突出了光電化學系統在正電位下實現硝酸鹽高效還原的優勢。
2）原位測量和理論計算表明，NO2-中間體的結合方式在NH3合成過程中起著關鍵作用。這些結果表明，合理設計光電極上的催化劑可以構建協同的金屬-半導體相互作用，用于高效和穩定的光電化學NH3合成。
參考文獻
Dong, W.J., Menzel, J.P., Li, K. et al. Nitrate reduction to ammonia catalyzed by GaN/Si photoelectrodes with metal clusters. Nat Commun 16, 3383 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-58372-7
https://doi.org/10.1038/s41467-025-58372-7
