（光）电化学还原制氨（NH₃）是替代传统高耗能Haber-Bosch反应的一种诱人选择。然而，由于超低的N₂溶解度和非极性的N≡N键导致氨产率和选择性都无法令人满意。硝酸盐电还原制NH₃（NORR）具有低N=O键能和高溶解度的特点，给NH₃电合成带来了广阔的前景。

近日，香港城市大学支春义教授报道了开发了一种高效的Pd掺杂的TiO₂纳米阵列电极（Pd/TiO₂），用于NORR制NH₃。

文章要点

1）由于Pd的引入削弱了催化剂对中间体的吸附能力，NH₃产率达到了创纪录的1.12 mg cm^-2 h^-1（或0.066 mmol cm^-2 h^-1），NH₃ FE达到了92.1%，硝酸盐转化率达到了99.6%。

2）考虑到八电子硝酸盐转化为氨的反应和Pd/TiO₂优异的电催化活性，研究人员首次提出并开发了一种锌硝酸盐电池系统，它具有利用与NORR相关的放电和直接获得NH₃的双重功能，其功率密度为0.87 mW·cm^-2，NH₃ FE为81.3%。

这项工作不仅验证了Pd掺杂对促进NORR的积极作用，而且展示了一种基于硝酸电的电池，为合成NH₃提供了一种有前途的策略，并拓宽了锌基电池的应用领域。

参考文献

Y. Guo, R. Zhang, S. Zhang, Y. Zhao, Q. Yang, Z. Huang, B. Dong and C. Zhi, Pd Doping-weakened Intermediate adsorption to Promote Electrocatalytic Nitrate Reduction on TiO₂ Nanoarrays for Ammonia Production and Energy Supply with Zinc-Nitrate BatteriesEnergy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE00806D

https://doi.org/10.1039/D1EE00806D