电催化还原硝酸盐（NO₃RR）是一种环境友好的合成氨路径，但是如何改善含有多个反应步骤的缓慢反应动力学是个非常大的挑战。

有鉴于此，苏州大学路建美教授、晏成林教授提出了一种不对称策略调节金属烯（metallene）的催化活性位点，通过杂原子合金化的方法打破中熵合金金属烯的对称性，从而能够调节催化活性位点的电荷分布，进而调控催化活性，实现了优异的电催化NO₃RR性能。

主要内容

（1）

通过暴露最大量的催化活性位点，这种PdCuCo中熵合金金属烯电催化剂在中性或碱性电解液中进行电催化NO₃RR反应，都能够实现接近100 %的NH₃法拉第效率，而且NH₃的产量达到创纪录的532.5 mg h^-1 mg_cat^-1。此外，处理工业废水后，能够将99.7 %的硝酸盐转化，将硝酸盐浓度从6200 ppm降低至饮用水的标准。

（2）

详细的实验研究结果说明在对称性打破的中熵合金金属烯实现电荷重新分布，因此降低*NO的N-O化学键强度，降低NO₃RR决速步骤的能垒。而且，能够阻碍竞争的HER反应，阻碍生成NO₂^-。这项策略有助于设计高效率NO₃RR催化剂。

参考文献

Yuanbo Zhou, Lifang Zhang, Mengfan Wang, Zebin Zhu, Najun Li, Tao Qian, Chenglin Yan*, and Jianmei Lu*, Achieving Near 100% Faradaic Efficiency of Electrocatalytic Nitrate Reduction to Ammonia on Symmetry-Broken Medium-Entropy-Alloy Metallene, ACS Catal. 2024, 14, 7907–7916

DOI: 10.1021/acscatal.4c00879

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c00879