नाइट्रेट का उपयोग करके 4% सौर-से-अमोनीय 효율ता, Fe एकल परमाणु उत्प्रेरक द्वारा समर्थित MoS2 नैनोशिट्स पर

सार इलेक्ट्रोकैमिकल NH3 का संश्लेषण पारंपरिक हैबर-बॉश प्रक्रिया के लिए एक कार्बन-फ्री विकल्प है। पर्यावरण में प्रदूषकों, जैसे नाइट्रेट या नाइट्राइट से NH3 प्राप्त करना, नाइट्रोजन गैस के अक्रिय त्रैतीय बंध का कठिन cleavage के कारण नाइट्रोजन कमी प्रतिक्रिया (NRR) से प्राप्त करने की तुलना में एक अधिक व्यावहारिक मार्ग है। यहाँ, 2D MoS2 (Fe-MoS2) पर समर्थन किए गए लोहे (Fe) एकल-अणु आधारित एक नवीन असमान उत्प्रेरक की सूचना दी गई है, जो नाइट्रेट कमी प्रतिक्रिया (NO3 RR) के लिए है। Fe-MoS2 NO3 RR के लिए NH3 के लिए 98% के अधिकतम फ़ाराडेईक दक्षता के साथ उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदर्शित करता है, जो −0.48 V पर रिवर्सिबल हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (RHE) के खिलाफ प्रारंभिक संभावित पर है, जैसा कि आइसोटोपिक न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेसोनेंस (NMR) विश्लेषणों द्वारा पुष्टि की गई है। घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (DFT) गणनाएँ दर्शाती हैं कि MoS2 पर समर्थित एकल Fe परमाणुओं से NH3 के उत्पादन के लिए बढ़ी हुई चयनात्मकता *NO के *N में de-oxidation से जुडी 0.38 eV की कम ऊर्जा बाधा के कारण है। उत्प्रेरक को एक InGaP/GaAs/Ge ट्रिपल-जंक्शन सौर सेल के साथ जोड़ा गया है, जो सौर-से-अमोनीय (STA) रूपांतरण दक्षता 3.4% और 510 µg h−1 cm−2 की उपज दर प्रदर्शित करता है। ये परिणाम सौर-चालित अमोनिया उत्पादन को प्राप्त करने के लिए एकल-परमाणु उत्प्रेरक (SAC) के डिज़ाइन के लिए नए मार्ग खोलते हैं।