RUとPDを合金化することにより、広い潜在的な窓よりも約100％のファラダ効率を持つ硝酸塩の電気的にアンモニアに電気を導くことができます

周囲条件下でのアンモニアに対する電気触媒硝酸還元反応（ENO3-RR）は、廃水処理のための持続可能な経路と、ハーバーボッシュプロセスの有望な代替案と見なされます。ただし、廃水関連の低NO3濃度で高いNH3生産性能を達成するために、効率的な電気触媒がまだ不足しています。本明細書では、0.1から-0.3 v（vs.可逆的水素電極、rhe）の広い潜在的な窓にわたって〜100％の平均NH3 Feを示すことができるPD74RU26バイメタルナノクリスタル（NC）電気触媒を報告します。32.3 mm。-0.3 Vでの平均NH3降伏率は、16.20 mg H-1 cm-2に達することができます。一方、PD74RU26は、110時間以上の優れた電気触媒の安定性も示しています。実験的調査と密度官能理論（DFT）計算は、PDとRUの間の電子構造変調が、単一成分に対するNO3輸送の最適化を支持することを示唆しています。*NO3還元経路に沿って、PDとRUの相乗効果は、それぞれ *NO2と *NOのプロトン化であるRUとPDのレート決定ステップ（RDS）のエネルギー障壁を下げることができます。最後に、このユニークな合金設計は、ENO3-RR中の *Hとさまざまな窒素中間体の間の吸着と結合の高レベルの動的平衡を実現します。

Electrocatalytic nitrate (NO3-) reduction reaction (eNO3-RR) to ammonia under ambient conditions is deemed a sustainable route for wastewater treatment and a promising alternative to the Haber-Bosch process. However, there is still a lack of efficient electrocatalysts to achieve high NH3 production performance at wastewater-relevant low NO3- concentrations. Herein, we report a Pd74Ru26 bimetallic nanocrystal (NC) electrocatalyst capable of exhibiting an average NH3 FE of ∼100% over a wide potential window from 0.1 to -0.3 V (vs. reversible hydrogen electrode, RHE) at a low NO3- concentration of 32.3 mM. The average NH3 yield rate at -0.3 V can reach 16.20 mg h-1 cm-2. Meanwhile, Pd74Ru26 also demonstrates excellent electrocatalytic stability for over 110 h. Experimental investigations and density functional theory (DFT) calculations suggest that the electronic structure modulation between Pd and Ru favors the optimization of NO3- transport with respect to single components. Along the *NO3 reduction pathway, the synergy between Pd and Ru can also lower the energy barrier of the rate-determining steps (RDSs) on Ru and Pd, which are the protonation of *NO2 and *NO, respectively. Finally, this unique alloying design achieves a high-level dynamic equilibrium of adsorption and coupling between *H and various nitrogen intermediates during eNO3-RR.