硼调控的单原子铁结构用于电催化硝酸盐还原成氨

电催化还原硝酸盐（NO3RR）为氨提供了一种有前途的方法，以减轻NO3–对环境的影响，同时在常温条件下合成NH3。最近，单原子催化剂（SACs）已被证明在NO3RR上具有良好的活性，仍然需要更具活性和稳定性的催化剂。在这里，我们报告了通过使用掺硼铁单原子催化剂（Fe-BCN）高效提升NH3的产量。Fe-BCN是一个正常的12面体纳米粒子，大小为500纳米。在电极电位为-0.3 V相对于可逆氢电极的碱性电解质环境中，Fe-BCN的氨法拉第效率达到了97.48%，氨的生产速率为2.17 mg cm–2 h–1。密度泛函理论计算揭示了引入的B调节Fe-BCN上中间体吸附的策略，从而增强了NO3RR活性。此外，利用Fe-BCN的高NO3RR活性，构建了以Fe-BCN为阴极、锌为阳极的硝酸盐-锌电池，其功率密度为0.90 mW cm–2。本研究展示了Fe-BCN在NO3RR中的广阔前景，并为高性能的Fe SAC电极材料提供了见解。