단일 Zn 원자와 In2O3‐x의 탄덤 촉매를 통한 CO2 및 NO3−의 전기환원으로 요소 생산 촉진

초록 CO2와 NO3−의 공동 전기분해를 통한 요소 전기합성(UECN)은 폐기물 CO2/NO3−를 귀중한 요소로 전환하는 혁신적인 경로를 제공합니다. 여기에서는 산소 결함(OV)이 풍부한 In2O3‐x에 고정된 Zn 단일 원자가 높은 활성이며 선택적인 UECN 촉매로 개발되었으며, 유량 전지에서 -0.7 V에서 41.6 mmol h−1 g−1의 가장 높은 요소 생산 속도와 55.8%의 요소-파라대이 효율을 달성하여 이전에 보고된 대부분의 UECN 촉매보다 우수합니다. 현장 분광 측정과 이론 계산은 In/Zn1 사이트와 OV가 탄덤 촉매 메커니즘을 통해 UECN 과정을 촉진하는 시너지를 드러냅니다. Zn1-OV 사이트는 NO3−를 활성화하여 *NH2를 형성하고, In-OV 사이트는 CO2를 활성화하여 *CO를 형성합니다. 생성된 *CO는 In-OV 사이트에서 가까운 Zn1-OV 사이트로 자연스럽게 이동하고, 이후 *NH2와 결합하여 *CONH2를 생성하며, 이는 궁극적으로 요소로 전환됩니다.