电催化剂通过决定氮还原反应的途径，在电化学合成氨中发挥着重要作用。离子基合金电催化剂具有半填充3d轨道，由于其具有吸附和活化N≡N键的可控驱动力，受到了人们的广泛关注。其除了提供未被占据的d轨道以容纳孤对电子以促进氮吸附外，还需要将d轨道电子提供给氮反键轨道以离解N≡N键。近日，中国科学院Li Feng、东北大学Luo Wenbin利用电子构型可调的双金属PdFe₃纳米合金促进电化学固氮。

本文要点：

1) 在PdFe₃纳米合金中，通过Fe和Pd之间的电荷极化可以重建Fe 3d轨道，同时降低相应的功函数。PdFe₃中带正电荷的Fe位点可以通过静电排斥增强对质子吸附的抑制作用。

2) 在−0.2 Vvs. RHE的低过电势下，该催化剂的氨生产速率为29.07µg h⁻¹ mg_cat.⁻¹，并且法拉第效率为22.8%。通过密度泛函理论与原位ATR-FTIR结果相结合，作者证实了电催化氮还原遵循远端机制，并且通过Pd诱导的缺电子Fe显著降低第一步质子化（*N₂+*H→*NNH）的能垒。

参考文献：

Jianjia Mu et.al Bimetallic PdFe3 Nano-Alloy with Tunable Electron Configuration for Boosting Electrochemical Nitrogen Fixation Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202303558

https://doi.org/10.1002/aenm.202303558