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초록 NH3의 전기화학적 합성은 전통적인 하버-보쉬 공정에 대한 탄소 없는 대안입니다. 질산염이나 아질산염과 같은 환경 오염물로부터 NH3를 얻는 것은 질소 가스의 비활성 삼중 결합을 끊기 어려운 점으로 인해 질소 환원 반응(NRR)보다 더 실용적인 경로입니다. 여기서는 질산염 환원 반응(NO3 RR)을 위한 2D MoS2(Fe-MoS2)에 지지된 철(Fe) 단일 원자를 기반으로 한 새로운 이종 촉매가 보고됩니다. Fe-MoS2는 RHE에 대한 시작 전압 -0.48 V에서 NH3로의 NO3 RR에 대한 최대 파라데이 효율이 98%에 달하는 뛰어난 성능을 보입니다. 이는 동위원소 핵 자기 공명(NMR) 분석으로 확인되었습니다. 밀도 함수 이론(DFT) 계산은 MoS2에 지지된 단일 Fe 원자로부터 NH3 생산의 개선된 선택성이 *NO의 탈산화와 관련된 0.38 eV의 에너지 장벽 감소 때문임을 보여줍니다. 촉매는 InGaP/GaAs/Ge 삼중 접합 태양전지와 결합되어 3.4%의 태양광-암모니아(STA) 전환 효율과 510 µg h−1 cm−2의 생산률을 시연합니다. 이 결과는 태양 기반 암모니아 생산 실현을 위한 단일 원자 촉매(SAC) 설계에 새로운 길을 열어줍니다.
Li et al. (Wed,)는 이 문제를 연구했습니다.