深圳大学赵斌/骆静利院士JACS：无铜催化剂高效驱动“甲醛-硝酸盐”串联电化学系统：“同位素+原位谱学” 系统性探究H*转移机制

本文针对工业废弃物中硝酸盐和甲醛的清洁转化问题，提出了一种无铜双功能催化剂（Pdnc-Ni3C/CNTs），构建了"甲醛-硝酸盐"串联电化学系统。研究背景源于传统净化技术能耗高、废弃物处理效率低的现状，通过耦合硝酸盐还原合成氨（NO3RR）与甲醛氧化产氢（FOR）反应，实现理论放电窗口0.91V的发电系统。研究目的旨在解决铜基催化剂易失活、反应路径复杂等挑战，通过同位素标记和原位谱学技术系统探究H*转移机制。结论表明：该催化剂在阴极实现98%的氨法拉第效率，阳极获得910 mA cm−2的高电流密度，成功构建峰值功率密度7.4 mW cm−2的原电池，同步实现制氢、产氨、发电和化学品合成的"四合一"功能，为废弃物资源化利用提供了新策略。