氨是废水中的一种天然污染物，通过电氧化等技术去除氨技术具有重要有意义。因此，开发高效、低成本的用于氨氧化反应（AOR）和析氢反应（HER）的电催化剂至关重要。
近日，英国华威大学陶善文教授报道了采用溶胶-凝胶燃烧法，并在惰性气氛中进行退火处理，制备了一种掺铜镍镧钙钛矿（LaNi0.5Cu0.5O3-δ）（LNCO55-Ar），作为AOR和HER双功能催化剂。该催化剂在碱性介质中表现出较高的活性和稳定性。
文章要点
1）研究发现，当LNCO55样品在空气中煅烧 (LNCO55-Air)时，会造成失活，显示出非常差的活性。而与工业Pt/C催化剂相比，LNCO55-Ar催化剂具有更高的AOR活性和稳定性。此外，该钙钛矿型催化剂在碱性介质中用于HER具有出色的稳定性，在0.5 M KOH中8 h仅有轻微降解。
2）LNCO55-Ar出色的双功能电催化活性得益于四个综合的有利因素：i）电化学反应中形貌变化导致活性位点的增加；ii）氩气中退火引起的氧空位；iii）Ni与Cu的协同效应；iv） AOR和HER的活性位点分别以Ni和Cu为主。
3）基于SAE-LNCO55-Ar显著的AOR和HER电催化活性，研究人员制备了SAE-LNCO55-Ar，并在碱性介质中进行了测试，以研究其实际应用潜力。组装的SAE-LNCO55-Ar在1.23 V恒电池电压作用100 h后，在低浓度氨溶液中脱氨效率约为100%。此外，在含氨垃圾渗滤液处理50 h后，70%以上的初始氨被成功去除。这是首次报道的一种非贵金属双功能催化剂在碱性条件下用于同时催化AOR和HER。
本工作为对称电解槽双功能催化剂的合理设计打开了大门。
参考文献
Mengfei Zhang, et al, An Efficient Symmetric Electrolyzer Based On Bifunctional Perovskite Catalyst for Ammonia Electrolysis, Adv. Sci.2021
DOI: 10.1002/advs.202101299
https://doi.org/10.1002/advs.202101299
