湖南大学王双印教授最新JACS！

第一作者：Dongdong Wang、Zhi-Wen Chen和Kaizhi Gu

通讯作者：王双印教授、陈晨副教授、Chandra Veer Singh

通讯单位：湖南大学、加拿大多伦多大学

DOI：https://doi.org/10.1021/jacs.3c00276

研究背景

电催化一氧化氮（NO）还原不仅为氨气（NH₃）的产生提供了一种非常有前途的策略，而且还缓解了人为破坏的N循环平衡。然而，探索有效的电催化剂以提高NO电还原性能仍是一个重大挑战。基于此，湖南大学王双印教授和陈晨副教授、加拿大多伦多大学Chandra Veer Singh（共同通讯作者）等人报道了一种六方紧密堆积的钴纳米片（hexagonal-close-packed Co, hcp-Co），有效的将NO还原为氨气（NH₃）。

文章要点

1、测试发现，hcp-Co的NH₃产量高达439.50 μmol cm^–2 h^–1，法拉第效率（FE）为72.58%，优于Co纳米片的面心立方相（fcc-Co）和大多数已报道的电催化剂。此外，作者还组装了一个以hcp-Co为正极的Zn-NO电池概念验证装置，其功率密度为4.66 mW cm^–2，优于目前文献中报道的性能。

2、通过密度泛函理论计算和NO程序升温脱附实验相结合，hcp-Co上优异的催化NO还原反应（NORR）活性，可归因于独特的电子结构和质子穿梭效应。

图文展示

图1. NORR合成氨示意图

图2. hcp-Co的合成与表征

图3.电化学NO还原性能

图4.DFT计算

图5. Zn-NO电池的性能

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