A reconstrução d-orbital em aerogéis de Pd-Fe metallene possibilita a eletrocatálise universal em pH de acetonitrila a etilamina

RESUMO A reconstrução orbital desempenha um papel crucial na modulação do desempenho eletrocatalítico ao regular a adsorção de intermediários, no entanto, sua aplicação na reação de redução de acetonitrila (ARR) permanece inexplorada. Aqui, pela primeira vez, desenvolvemos aerogéis de PdFe metallene (MAs) como catalisadores eficientes para a eletrossíntese universal em pH de acetonitrila a etilamina. Notavelmente, no sistema de montagem de eletrodos de membrana (MEA), os MAs de PdFe alcançam uma seletividade de etilamina (89,34%), uma taxa de rendimento (7659,93 mmol h −1 g −1 Pd+Fe) e uma eficiência Faradaica (FE) (70,98%) sob condições ácidas. Notavelmente, tanto a FE quanto a seletividade dos MAs de PdFe permanecem estáveis sem qualquer degradação aparente durante 1000 h a 250 mA cm −2. Em eletrólitos neutros e alcalinos, os MAs de PdFe retêm aproximadamente 95% de seletividade e FE, mantendo operação estável por 645 e 573 h a 250 mA cm −2. A bateria resultante de Zn-acetonitrila alcança uma densidade de potência de 49,98 mW cm −2 e uma tensão de circuito aberto de 2,25 V, alimentando continuamente um ventilador por 89 min. Estudos de mecanismo revelam que o acoplamento d-orbital Fe-Pd induz a reconstrução orbital, que desloca para baixo o centro da banda d do Pd para otimizar simultaneamente a cobertura de *H e enfraquecer a adsorção de intermediários. Juntamente com a alta área de superfície específica e o eficiente transporte de massa dos MAs, essa sinergia permite um desempenho ARR excepcional em pH universal, oferecendo um princípio de design geral para eletrossíntese sustentável.