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标题：Single Atom Ru Monolithic Electrode for Efficient Chlorine Evolution and Nitrate Reduction
第一作者：Yancai Yao
通讯作者：Lizhi Zhang
通过将活性金属原子分散到整体金属载体中制备出的单原子电极对推进电化学技术从实验室到工厂的转化具有重要意义。本文报告了一种固有的氧化物锚定策略，通过调节电子金属-载体相互作用，将无配体的孤立钌原子固定在单片Ti非晶层上。制备的Ru单原子电极表现出优异的电化学释氯活性，质量活性比商业尺寸稳定阳极高3个数量级，并可以选择性地将硝酸盐还原为氨，在−0.3 V条件下，氨产率达到了前所未有的22.2 mol g−1 h−1。此外，Ru单原子单片电极可以从2 × 2 cm放大到至少25 × 15 cm，显示出巨大的工业电催化应用潜力。采用两步退火的方法增强了单片钛载体与单个原子之间的MSI效应，以防止客体金属原子的迁移和聚集。通过调节MSI效应，成功地将Ru单原子固定在Ti泡沫的TiOx层上，制备了Ru单原子单片电极。制备的Ru1-TiOx/Ti在-1.38 V时表现出最高的质量活性889.7 mA mgRu-1，最小的CER过电位达到10 mA cm−2时为46 mV。同时，这种新型单片钌单原子电极提供了前所未有的NH3产量为22.2 mol g−1 h−1，优于所有报道的NO3-RR电催化剂。
图1.Ru1-TiOx/Ti的合成与表征。
图2.Ru1-TiOx/Ti的精细结构表征。
图3.Ru1-TiOx/Ti的电化学CER性能。
图4.Ru1-TiOx/Ti的电化学NO3- RR性能。
图5 钛基MSAEs的通用和可扩展合成。
Yancai Yao, Long Zhao, Jie Dai, Jiaxian Wang, Chuyang Fang, Guangming Zhan, Qian Zheng, Wei Hou, Lizhi Zhang. Single Atom Ru Monolithic Electrode for Efficient Chlorine Evolution and Nitrate Reduction.Angew.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202208215DOI: 10.1002/anie.202208215
