通过硝酸盐还原反应（NO3RR）电化学合成氨作为传统哈伯-博世工艺的替代方法已得到深入研究。大多数研究都集中在代表废水中硝酸盐水平的低浓度范围，而没有探索核废料和化肥废料中存在的高浓度范围。使用浓缩电解质（≥1 M）来获得更高的生产率会受到较差的氢转移动力学的阻碍。

在此，新加坡国立大学Zhongxin Chen，Kian Ping Loh，香港理工大学Ming Yang证明了Ru/Cu₂O催化剂的共催化系统能够在16 cm²流量电解槽中的1 M硝酸盐电解液中以10.0 A的电流实现NO₃RR，对氨具有100%的法拉第效率。

文章要点

1）通过氘标记和原位傅立叶变换红外(FTIR)光谱的详细机理研究使我们能够探测Ru/Cu₂O上的氢转移速率和中间物质。

2）从头算分子动力学(AIMD)模拟表明，Ru纳米颗粒上吸附的氢氧化物增加了Cu₂O表面附近氢键水网络的密度，从而提高了氢转移速率。

工作强调了助催化剂中工程协同相互作用对于解决电合成动力学瓶颈的重要性。

参考文献

Qikun Hu, et al, Ammonia Electrosynthesis from Nitrate Using a Ruthenium−Copper Cocatalyst System: A Full Concentration Range Study, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c10516

https://doi.org/10.1021/jacs.3c10516