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氨（NH3）是一種無碳燃料，是生產化肥等化學品的必需品。在電催化體系中，有毒的亞硝酸鹽（NO2-）離子從受污染的水轉化為NH3具有極高的環境可持續吸引力，並且該體系有望從能量輸入轉變為能量輸出。

近日，香港城市大學支春義教授開發了一種Zn-NO2-電池，同時作為電催化體系，可以同時降解NO2-，產生NH3和用來發電。

本文要點

要點1.納米顆粒組裝的碳摻雜鈷氧化物（C/Co3O4）中空納米管對NO2-還原反應（NO2-RR）具有高效率，在-0.1~-0.6 V（相對於可逆氫電極）的寬電位範圍內，法拉第效率（FE）接近100%。

要點2.研究人員發現，間隙C摻雜可以誘導局部電場引起電荷轉移，從而降低了速率決定步驟（*N + e- + H2O → *NH + OH-）的勢壘，促進了NO2-RR過程。

要點3.組裝後的Zn-NO2-電池的功率密度為6.03 mW cm-2，NH3 FE最高可達95.1%。因此，這項工作不僅開創了可持續能源供應和NH3電合成的Zn-NO2-電池體系，而且為實現廢水中NO2-污染物的降解提供了一種有吸引力的電催化方法。

Rong Zhang, et al, A Zn-nitrite battery as an energy-output electrocatalytic system for high-efficiency ammonia synthesis by carbon-doped cobalt oxide nanotubes, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D2EE00686C

https://doi.org/10.1039/D2EE00686C

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