氨是當今最重要的化工産品之一，而且由于其能量密度高、易于存儲和運輸，被作為下一代清潔能源載體。當前合成氨的Haber-Bosch工藝面臨耗能高、溫室氣體排放量大等問題。利用硝酸鹽電化學還原合成氨（NRA）從環境中硝酸鹽去除和耗能角度看是未來替代Haber-Bosch法極具前景的方式。然而，由于NRA反應涉及到的反應中間體和副産物多，陰極催化材料存在選擇性差、法拉第效率低等問題，亟需開發高效的NRA電催化劑。

近日，我院郭春顯教授團隊最新研究成果發表在能源領域知名期刊Journal of Power Sources (IF=9.794)上，相關成果題目為“Bimetallic CuCo nanocrystals to tailor absorption energy of intermediators for efficient electrochemical nitrate conversion to ammonia in neutral electrolyte”。汪昌紅副教授為第一作者，郭春顯教授為通訊作者，我校為第一通訊單位。

該研究成果開發了一種雙金屬銅钴納米晶，實現了在中性電解質中100%的硝酸鹽轉化率，并在−0.65 V vs. RHE下保持了95%的法拉第效率。更重要的是，它的高催化活性可以使硝酸鹽轉化為氨的轉化率達到97%以上。根據密度泛函理論計算表明，其良好的催化活性來源于钴的引入增強了銅催化劑對硝酸根吸附，并能夠有效抑制了析氫反應。本研究為開發高活性和選擇性的NRA電催化劑提供了新的思路。

該工作的開展獲得了國家重點研發計劃（2021YFA0910400）、國家自然科學基金面上項目（NO.21972102）、國家自然科學青年基金項目（NO.22101197）等支持。

原文鍊接：

DOI：10.1016/j.jpowsour.2022.232523

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775322015002