近日,我院先进能源转化材料与器件研究团队在国际著名学术期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)在线发表了以“High-Loading Ag Single Atoms Anchored on MoS2 Nanosheet Aggregates Enable Synergistic Nitrate-to-Ammonia Electroconversion”(二硫化钼-银单原子复合物电催化硝酸盐高效还原产氨)为题的研究论文。
全球氮循环涉及固氮、硝化和反硝化等相互关联的过程,对于维持地球生态系统中活性氮的平衡至关重要。电催化硝酸盐还原反应(NO3RR)为氮循环和绿色氨合成提供了重要途径。然而,NO3RR过程涉及多个质子耦合电子转移步骤,导致硝酸盐活化、中间体氢化和抑制竞争性析氢反应(HER)之间存在固有的催化权衡,单一类型的催化位点难以优化这一过程中所有的步骤。针对这一问题,先进能源转化材料与器件研究团队构筑了一种二硫化钼-银单原子复合物催化剂,实现了Ag与MoS2活性位点之间的协同催化。该催化剂的Ag单原子负载量为14.81 wt%,且仍保持良好的原子级分散状态,有效提高了活性位点密度,并表现出优异的NO3RR性能,氨法拉第效率最高可达95%,在超过400 mA cm−2的工业级电流密度下仍保持高效催化活性,并展现出长达200 h的运行稳定性。

文章第一作者为我院硕士研究生石明轩,我院艾轩副教授和陈煜教授为共同通讯作者,我校为第一署名单位。该研究得到了材料科学与工程学院青年拔尖人才托举计划、西安市科协青年人才托举计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金、陕西省科技创新领军人才计划和陕西省三秦学者创新团队等项目支持。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adfm.79368
撰稿:艾轩 审核:刘治科