将硝酸盐(NO₃^-)电化学转化为氨(NH₃)代表了在平衡氮循环的同时实现无碳NH₃生产的潜在途径。

在此，中科院大连化物所汪国雄研究员报道了一种高性能Cu纳米片催化剂，在-0.59V（与可逆氢电极相比）下的流通池中，该催化剂可提供665 mA cm^-2的NH₃部分电流密度和1.41 mmol h^-1 cm^-2的NH₃产率。

文章要点

1）该催化剂在365 mA cm⁻²下表现出700小时的高稳定性，NH₃法拉第效率约为88%。

2）原位光谱结果证实，在电化学NO₃-还原反应条件下，Cu纳米片是从原位制备的CuO纳米片衍生而来的。

3）电化学测量和密度泛函理论计算表明，高性能归因于Cu(100)和Cu(111)面的串联相互作用。在Cu(100)面上产生的NO₂^-随后在Cu(111)面上被氢化，因此串联催化促进了*NO到*NOH的关键氢化作用，从而产生NH₃。

参考文献

Yunfan Fu, et al, Enhancing Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia over Cu Nanosheets via Facet Tandem Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202303327

DOI: 10.1002/anie.202303327

https://doi.org/10.1002/anie.202303327