Nat Commun：金属簇GaN/Si光电极催化硝酸盐还原制氨
Nanoyu
2025-04-10
用于在太阳光下将硝酸盐还原为氨的光电化学电池的开发对于清洁化学品和燃料的生产具有重要意义，但是仍然是一个令人生畏的挑战。
在这里，密歇根大学安娜堡分校Zetian Mi，耶鲁大学Victor S. Batista研究了生长在n+ -p Si晶片上的GaN纳米线上负载的各种金属催化剂——一种可扩展人工光合作用的新兴功能平台，并展示了高度稳定和高效的光电化学硝酸盐还原反应。
文章要点
1）研究发现在GaN/Si上的Co和Ni催化剂表现出最好的性能，开始电势> 0.3 V，NH3的法拉第效率为99%。这些结果突出了光电化学系统在正电位下实现硝酸盐高效还原的优势。
2）原位测量和理论计算表明，NO2-中间体的结合方式在NH3合成过程中起着关键作用。这些结果表明，合理设计光电极上的催化剂可以构建协同的金属-半导体相互作用，用于高效和稳定的光电化学NH3合成。
参考文献
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
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