Abstrak
Nitrogen-oksisalt dan aldehida yang berasal dari biomassa merupakan limbah yang umum terutama dari kemajuan industrialisasi dan pertanian, dan konversi bersihnya masih sangat menantang untuk masa depan yang hijau dan berkelanjutan. Meskipun demikian, sedikit perhatian telah diberikan pada isu-isu inti: integrasi rasional dari dua daur ulang limbah dan manipulasi yang ditargetkan dari perilaku transfer hidrogen (H*) untuk mengatasi kinetika reaksinya yang lambat. Di sini, kami melaporkan sistem energi elektrokimia all-in-one yang dirancang secara termodinamika dengan menggabungkan reaksi reduksi nitrat (NO3RR) dan oksidasi furfural (FOR) bersama-sama. Khususnya, kinetika yang buruk untuk kedua reaksi elektroda dioptimalkan secara efektif oleh elektrokatalis bifungsional yang dibuat dari nanokawat paduan RhCu pada busa tembaga (RhCu NW/CF) dengan kinerja modulasi H* dua arah yang sangat ditingkatkan, sehingga menginisialisasi NO3RR untuk sintesis NH3 pada +0,31 V vs. RHE dan menggerakkan FOR untuk panen H2 pada potensi awal yang lebih rendah dari 0 V. Akhirnya, sistem “Furfural-Nitrat” ​​terintegrasi tersebut dapat secara bersamaan memfungsikan pasokan energi listrik (10,76 mW cm−2), pemurnian air limbah, penyimpanan hidrogen katoda (NH3), produksi H2 anoda, dan peningkatan biomassa, sehingga menghasilkan manfaat ekonomi dengan berbagai produk berharga yang tidak tercampur. Oleh karena itu, hal ini memberikan perspektif yang menjanjikan untuk “mengubah limbah menjadi harta karun” secara rasional, membenarkan semua propertinya dalam mengatasi tantangan global energi berkelanjutan.