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2025 article

Asymmetric N, S‐Coordinated Cu Single‐Atom Catalysts for High‐Performance Electrocatalytic Nitrate‐to‐Ammonia

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract The electrochemical nitrate reduction reaction (NO 3 RR) to ammonia conversion provides a sustainable solution for simultaneous nitrate wastewater remediation and value‐added ammonia production. Despite its potential, the NO 3 RR process is fundamentally constrained by slow eight‐electron transfer kinetics and numerous side reactions, while existing studies on single‐atom catalysts (SACs) have predominantly investigated symmetrical coordination structures. Herein, an asymmetrically coordinated Cu‐SNC‐2 SAC is engineered by introducing low‐electronegativity S atoms to construct the microstructure of Cu‐S 1 N 2 active sites. The as‐synthesized catalyst demonstrates exceptional activity in the NO 3 RR, exhibiting a remarkable NH 3 Faradaic efficiency (FE) of 98.2% (−0.3 V vs RHE) and an impressive NH 3 yield rate of 1.18 mmol h −1 cm −2 (−0.6 V vs RHE), significantly outperforming the majority of reported Cu‐catalyzed NO 3 RR systems. Combined with the in situ spectroscopy and theoretical calculations, the outstanding performance is ascribed to an asymmetric atomic interface configuration, which optimizes the free energy of NO 3 RR intermediates and the electron density distribution. Notably, the Zn‐NO 3 – battery featuring a Cu‐SNC‐2 cathode exhibits excellent performance with a power density reaching 7.60 mW cm −2 . This work establishes a novel strategy for atomic‐scale asymmetric electrocatalyst design and demonstrates significant potential for practical implementation in energy conversion and storage.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Asymmetric N, S‐Coordinated Cu Single‐Atom Catalysts for High‐Performance Electrocatalytic Nitrate‐to‐Ammonia
Date Crossref
14/11/2025
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Zhengzhou University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Shangqiu Normal University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Southeast University pays non établi dans la notice
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  • College of Chemistry and Chemical Engineering Henan D&amp pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Chemistry and Chemical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Zhengzhou University, Shangqiu Normal University et Southeast University, avec 2 autres affiliations.

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