AFM:钯与MBene多层结合实现亚硝酸盐到氨的高效电还原

电化学亚硝酸盐还原反应(NO2RR)已成为一种有前景的氨(NH3)生产替代方法,具有能源效率和环境可持续性。活性氢(*H)的合理调节对于NO2−到NH3的转化至关重要,但在NO2RR的背景下,这仍然是一个重大挑战。近日,重庆交通大学蒋静、艾伦弘引入了硼化钼(MBene)多层作为电子载体,与钯(Pd)纳米颗粒结合,形成了双催化位点,有效地平衡了*H和*NO2−的吸附,从而实现了NO2RR协同催化。
本文要点:
1) 理论和实验分析表明,*H在Pd位点上有效地产生,随后溢出到*NO2-吸附的MBene表面,促进了NH3的合成。因此,Pd/MBene催化剂表现出卓越的性能,实现了89%的高NH3法拉第效率,16.9 mg h-1 mgcat-1的NH3收率,以及在-0.3 V的低施加电势下具有显著循环稳定性。
2) 由于出色的NO2RR性能,Pd/MBene催化剂被进一步用作阴极催化剂,用于构建亚硝酸锌和亚硝酸甲醛电池。该系统展示了同时生产NH3和发电的双重功能,突显了Pd/MBene作为可持续能源转换多功能高效催化剂的潜力。
Jiayi Zhang et.al Palladium Married with MBene Multilayers: Enabling Intensified Hydrogen Spillover for Efficient Nitrite-to-Ammonia Electroreduction Adv. Functional Mater. 2025
DOI: 10.1002/adfm.202504632
https://doi.org/10.1002/adfm.202504632
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