Sulfur Mediated Interfacial Proton‐Directed Transfer Boosts Electrocatalytic Nitric Oxide Reduction to Ammonia over Dual‐Site Catalysts

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作者
Zhenlin Wang,Haiyan Duan,Wenqiang Qu,Donglin Han,Xingchi Li,Li Zhu,Xuan Jiang,Danhong Cheng,Yongjie Shen,Ming Xie,Emiliano Cortés,Dengsong Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (35): e202511398-e202511398 被引量:7
标识
DOI:10.1002/anie.202511398
摘要

Electrocatalytic nitric oxide reduction reaction (NORR) for ammonia (NH3) synthesis represents a sustainable strategy that simultaneously realizes the nitrogen cycle and resource integration. The key issue hindering the NORR efficiency is accelerating proton (*H) transfer to facilitate NO hydrogenation while inhibiting the hydrogen evolution reaction (HER). Herein, we demonstrate an interface-engineered sulfur-mediated Cu@Co electrocatalyst (S-Cu@Co/C) that boosts NORR performance through dual modulation of electronic structure and proton transfer on active sites. A comprehensive program of experimental and theoretical calculations was employed to discover that sulfur incorporation induces electron redistribution in the Cu-Co interface, creating electron-rich sulfur and electron-deficient metals. This electronic configuration synergistically enhances NO adsorption on Cu sites and promotes water dissociation on Co sites. More critically, sulfur could direct the rapid transfer of *H from Co to Cu sites, thereby accelerating the NO hydrogenation and suppressing HER. Consequently, S-Cu@Co/C achieves an NH3 yield rate of 655.3 µmol h-1 cm-2 in a flow cell and a Faradaic efficiency of 92.4% in an H-cell. Remarkably, the catalyst could maintain continuous electrolysis tests and steady NH3 yield up to 100 h. This work provides innovative insights into the fabrication of efficient electrocatalysts via heteroatom-mediated interfacial engineering strategies.
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