النحاس المتعدد التوأم النانوي كعامل تحفيز "تعاوني ثنائي الموقع" لتحسين اختزال النترات الكهروضوئي إلى الأمونيا

الملخص لتطوير تفاعل اختزال النترات الكهروضوئي (NIRR) إلى الأمونيا، من الضروري تنظيم كينتيكيات الهيدروجين النشط (H * ) بشكل عقلاني. ومع ذلك، لا تزال الفهم العميق لتوليد H * ، ونقله، واستخدامه elusive، مما يعيق استكشاف استراتيجيات تحسين ديناميكيات H *. في هذه الدراسة، تم تطوير نانكرystal النحاس مع هيكل متعدد التوأم النانوي (MNTs‐Cu) باستخدام استراتيجية "عدم التوازن الثنائي" لتحسين ديناميكيات H * وتعزيز أداء NIRR. تظهر الدراسات التجريبية والنظرية أن MNTs‐Cu تعمل كعامل تحفيز "تعاوني ثنائي الموقع"، حيث تعالج توازن إمداد واستهلاك H * لتعزيز تخليق الأمونيا الكهربائية. بشكل محدد، فإن مواقع Cu مسؤولة عن تنشيط النترات، بينما يعمل الهيكل المتعدد التوأم كـ "محور هيدروجين نشط" لتسهيل توليد ونقل واستخدام H * . يحقق عامل التحفيز MNTs‐Cu عائد NH 3 مرتفع يبلغ 112.03 ملغ ساعة −1 سم −2 عند -0.7 فولت مقابل RHE، ومن الملاحظ أنه يمكن الحفاظ على FE NH3 المرتفع >99% بشكل مستمر ضمن نطاق الجهد العالي من -0.7 إلى -0.9 فولت مقابل RHE. تقدم هذه العمل طريقًا جديدًا لتحسين سلوك H * من خلال الهندسة الهيكلية، مما يوفر رؤى لتقدم NIRR واستراتيجيات الهيدروجين الأخرى.