​港城大AEM：双原子Pt-Ce诱导的高效电合成氨

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​港城大AEM：双原子Pt-Ce诱导的高效电合成氨
电化学硝酸盐还原成氨（eNO3RR）是一种绿色且有吸引力的氨合成方法，但是受到多步骤化学反应和竞争性析氢（HER）的阻碍。基于此，香港城市大学Johnny C. Ho（通讯作者）等人报道了通过活性双原子Pt-Ce对合成具有定制层间距的2D SnS纳米片（SnS NS），包括膨胀和压缩。实验测试发现，SnS NS在-0.5 V下实现了高达94.12%的法拉第效率（FE）和优异的产率（0.3056 mmol cm-2 h-1）。
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在每个样品中，H2O的所有结合能都比NO3−和NO2−弱得多，保证了NO3−和NO2−的强相互作用，从而进一步还原。此外，无论是Sn位点还是S位点，Pty/Cex-SS上计算出的ΔGH*均远高于SS和Cex-SS上的ΔGH*，且ΔGH*均为正值，表明阻碍了HER活性。总之，在双原子Pt-Ce对的辅助下，层间距压缩的SS NS导致了p轨道电子的离域化，这种离域化电子增强了催化位点与NO3−和NO2−反应物之间的化学亲和力。
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此外，压缩的层间距增加了ΔGH*，从而抑制了HER活性，这些都是Pt0.9/Ce0.5-SS对eNO3RR的显著性能的来源。基于DFT计算，作者提出了可能的反应途径，并计算了每种中间体在Cex-SS、SS和Pty/Cex-SS模型上对应的ΔG。对于氢化反应，作者提出了两种可能的途径，即*NOH→*NHOH→*NH2OH和*NOH→*N→*NH。NO3−→*NO3的能量变化较高，而*NO2→NO2−的能量变化较低，且促进了RDS（*NO3→*NO2），说明了层间距调节策略能够有效促进NO3−向NH3的转化，提高了活性和选择性。
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Tailored p-Orbital Delocalization by Diatomic Pt-Ce Induced Interlayer Spacing Engineering for Highly-Efficient Ammonia Electrosynthesis. Adv. Energy Mater., 2022, DOI: 10.1002/aenm.202203201.
https://doi.org/10.1002/aenm.202203201.

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