氨(NH₃)的工業合成仍然依賴于傳統的Haber–Bosch法，這造成大量的能源消耗和溫室氣體排放。因此，綠色、可持續的電化學氨合成方法近年來受到電催化領域研究人員的廣泛關注。其中，電催化還原一氧化氮(NO)不僅為NH₃的生成提供了一種有前途的策略，而且緩解了人為破壞的N循環平衡。然而，開發高效的電催化劑來提高NO電還原性能仍然是一個重大的挑戰。

基于此，湖南大學王雙印、陳晨和多倫多大學Chandra Veer Singh等采用水熱法制備了六方鈷納米片(hcp-Co)，以用于高效電催化NO還原。

實驗結果表明，所制備的hcp-Co催化劑在?0.6 V_RHE下的NH₃產率和法拉第效率分別為439.50 μmol cm^?2 h^?1(1465.0 μmol h^?1 mg_cat^?1)和72.58%。

為了進一步突出這種hcp相的優點，研究人員在H₂/Ar混合氣氛中合成了具有fcc相的Co納米片(fcc-Co)，其NH₃產率和法拉第效率分別為142.10 μmol cm^?2 h^?1和57.12%，顯著低于hcp-Co。此外，在六個循環中，NH₃對hcp-Co催化劑的產率和法拉第效率的保留率分別為94.04%和91.62%，表明該催化劑具有優異的穩定性。

理論計算表明，hcp-Co在費米能級處表現出較高的下旋電子活性，有利于NO分子的活化。同時，與fcc-Co中的ΔG(?0.67 eV)相比，hcp-Co(?0.80 eV)中的質子擴散高度有利，表明hcp-Co中更多的質子源用于NO的質子化，hcp-Co中的質子穿梭效應提高了其電催化效率。

此外，采用hcp-Co作為正極組裝的Zn?NO電池的功率密度為4.66 mW cm^?2，優于目前文獻報道的其他Zn?NO電池的性能。總之，該項工作不僅為高效電催化NO還原反應生產氨提供了一種有效的電催化劑，而且其催化劑制備策略也為NORR電催化劑的高效設計提供了思路。

Hexagonal Cobalt Nanosheets for High-Performance Electrocatalytic NO Reduction to NH₃. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c00276