中国科学技术大学发表JACS：电化学法硝酸盐还原制氨的集成级联催化剂

背景：氨是重要的工业原料和能源载体，传统哈伯-博世法能耗高、碳排放量大。电化学硝酸盐还原为绿色氨合成提供了新途径，但面临质子耦合电子转移缓慢和副产物生成等挑战。研究目的：构建集成级联催化系统，阐明活性氢（*H）在硝酸盐还原过程中的生成与利用机制，开发高效、高选择性的氨电合成催化剂。结论：成功制备了由原子分散Fe中心和Ru纳米颗粒组成的RuNP@FeSA-N-C催化剂，在0 V vs RHE电位下实现了96.03%的氨法拉第效率和2336.43 μgNH3 h−1 mgcat−1的高产率。研究表明Fe向Ru的电子转移增强了Fe对含氮物种的亲和力，同时提高了Ru表面的*H覆盖度，从而加速氢化过程并维持稳定的*H生成-消耗循环。该工作为高选择性、高能效的氨电合成及废水处理提供了重要见解。