氨在农业和下一代无碳能源供应中发挥着重要作用。电催化硝酸盐还原为NH₃对于在环境条件下去除硝酸盐和生产NH₃具有重要意义。然而，其能量效率受到高反应过电位的限制。近日，天津大学Zhang Bin、Yu Yifu通过三步中继机制将硝酸盐还原为氨..

本文要点：

1) 作者提出了一种由自发氧化还原反应、电化学还原和电催化还原组成的三步中继机制来克服这个问题，从而设计并采用Ru_xCo_y合金作为模型催化剂。Ru₁₅Co₈₅的起始电位为+0.4 V（vs. RHE），能量效率为42 ± 2%. 其高催化性能使氨的生产成本降至$0.49± 0.02 kg^-1。

2) 此外，Ru₁₅Fe₈₅和Ru₁₅Ni₈₅的有效NO₃⁻RR性能证实了中继机制的普遍性。这项工作提供了一种提高NO₃⁻RR能源效率的反应途径，并将启发科研工作者为其他电催化过程设计高效催化剂。

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Shuhe Han et.al Ultralow overpotential nitrate reduction to ammonia via a three-step relay mechanism Nature Catalysis 2023

DOI: 10.1038/s41929-023-00951-2

https://doi.org/10.1038/s41929-023-00951-2