福州大学万宇驰/张久俊、清华大学吕瑞涛AFM：快速焦耳热和宽电位电化学还原实现废硝酸盐的梯次利用

随着地下水硝酸盐污染日益严重，传统处理方法成本高且易产生二次污染。电化学硝酸盐还原技术可利用清洁电力生产高附加值氨，但现有催化剂仅在狭窄电位范围内表现高性能，难以匹配可再生能源的间歇性。本研究提出一种废硝酸盐梯次利用路线：首先通过快速焦耳热方法将废水中的金属离子转化为双金属Co9Cu@CC催化剂，再通过电化学NO3-RR将硝酸盐转化为氨。该催化剂在-0.2 V至-0.5 V宽电位范围内表现出近100%的产氨法拉第效率，在膜电极电解槽中实现200 mA cm-2工业级电流密度下超过300小时的长期稳定性。研究通过原位表征和理论计算揭示了反应机理，表明Cu掺杂增强了中间体*NOH的结合强度，降低了反应能垒。此外，将NO3-RR与肼氧化反应耦合，可降低槽压并实现污染物协同处理，技术经济分析证实了其应用价值。该工作为废硝酸盐的资源化利用提供了新策略。