电催化还原硝酸盐是可持续制备NH₃的途径，但是选择性制备NH₃受到NO₃RR过程包含多种中间体的问题以及竞争性HER副反应的问题。因此，发展高效NO₃RR催化剂是至关重要的课题。
有鉴于此，国立蔚山科学技术院（UNIST）Seungho Cho教授、Ji-Wook Jang教授、斯坦福大学Thomas F. Jaramillo教授等报道由双金属羟基盐转化得到高活性的双金属催化剂。

本文要点

（1）

Cu₁Co₁-HDS催化剂在NO₃RR电催化反应过程中发生原位结构重构，得到了Cu⁰和Co(OH)₂的均匀分布的纳米复合催化剂。催化剂结构重组产生的Cu⁰能够将NO₃^-还原为NO₂^-，随后NO₂^-进一步在Co(OH)₂位点加氢生成NH₃。

（2）

均匀分布的Cu和Co催化物种能够形成尽量高的协同作用，在NO₃RR电催化反应中表现优异的性能，NH₃产量达到4.625 mmol h^-1 cm^-2，这个性能是目前NO₃RR最好的。当Cu₁Co₁-HDS催化剂与Si太阳能电池集成，处理工业废水2000 ppm NO₃^-能够实现4.53 %的太阳能制氨效率。这项工作展示了优化Cu和Co的分布和组成，增强电催化合成氨的方法。

参考文献

Wonsik Jang, Dongrak Oh, Jinyoung Lee, Jongkyoung Kim, Jesse E. Matthews, Hyoseok Kim, Sang-Won Lee, Seunghyun Lee, Yi Xu, Je Min Yu, Seon Woo Hwang, Thomas F. Jaramillo*, Ji-Wook Jang*, and Seungho Cho*, Homogeneously Mixed Cu–Co Bimetallic Catalyst Derived from Hydroxy Double Salt for Industrial-Level High-Rate Nitrate-to-Ammonia Electrosynthesis, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c07061

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c07061