四川大学舒松AFM——具有内建电场的晶态-非晶异质结构促进中性条件下串联电还原硝酸盐制氨

背景：氨是现代工业和农业的重要原料，传统Haber-Bosch工艺能耗高且污染严重。电化学硝酸盐还原制氨（NO3−RR）既能实现可持续氨合成，又能解决水体硝酸盐污染问题。研究目的：开发具有内建电场的晶态-非晶异质结构催化剂c-Co3O4/a-CuO，通过串联催化机制提升中性条件下硝酸盐还原制氨的性能。结论：该催化剂在-0.8 VRHE下实现412.5 μmol h⁻¹ mg⁻¹的氨产率和90%的法拉第效率，其c-a界面诱导电荷重分布形成内建电场，a-CuO负责NO3−吸附脱氧生成NO2−，c-Co3O4负责加氢生成NH3。集成到Zn-NO3-电池中可同步实现环境修复、能量存储和氨合成。