河北工业大学李春利教授/刘加朋副教授AFM：串联效应促进MXene负载的双位点Janus纳米颗粒高效合成氨和锌-硝酸盐电池的供能

本文介绍了河北工业大学李春利教授和刘加朋副教授团队开发的一种新型电催化剂CoCu-Ti3C2Tx，通过熔盐刻蚀和电置换相结合的方法合成。该催化剂利用CoCu Janus纳米颗粒的串联效应，显著提高了电化学硝酸盐还原反应（NO3RR）的效率，实现了高效合成氨（NH3）和锌-硝酸盐电池的供能。在-0.7 V vs. RHE下，CoCu-Ti3C2Tx表现出优异的NH3产率（8.08 mg h−1 mgcat.−1）和法拉第效率（93.6%）。此外，基于该催化剂的Zn-NO3−电池在10 mA cm−2的电流密度下具有10.33 mW cm−2的功率密度，同时实现了硝酸盐污染物的消除、氨的合成和能量输出。通过一系列验证实验和密度泛函理论（DFT）计算，揭示了CoCu-Ti3C2Tx的反应路径和活性增强机制。