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近日，我院王艳琴副教授、王蕾教授团队在电催化硝酸盐还原合成氨领域取得新进展，在材料领域顶级期刊Advanced Functional Materials (IF: 18.5)上发表题为“Hydration-effect Boosted Active Hydrogen Facilitates Neutral Ammonia Electrosynthesis from Nitrate Reduction”的研究成果。王艳琴副教授、王蕾教授、陈俊翔研究员（福建物质结构研究所）为论文共同通讯作者。内蒙古大学为论文第一完成单位。
文章提出了一种通过水合效应增强活性氢（H*）的策略，显著促进了中性条件下硝酸盐还原氨的电催化合成。研究团队通过在Cu基催化剂中引入具有水合效应的Al元素，优化了催化剂的电子态密度，显著提高了中性介质中H*的生成效率。同时，CuO/CuAlO₂界面上的快速电荷转移有效加速了催化反应的动力学过程及H*的扩散。更为重要的是，Al的引入减弱了CuO对反应中间体的过强吸附，从而加速了加氢过程，抑制了氢气析出反应（HER）。该催化剂在中性条件下表现出优异的氨合成法拉第效率（97.81 ± 1.94 %）和较高的氨产率（10.21 ± 0.64 mg h⁻¹ cm⁻²）。本研究为设计高效的中性pH条件下NO₃RR电催化剂提供了重要的理论指导和参考。
催化剂CuO/CuAlO₂的NO₃RR作用机理示意图
催化剂水解离、H*自由基扩散、NO₃RR
反应路径的理论计算
该成果得到了国家自然科学基金、内蒙古自治区“高等学校青年科技人才发展项目”、内蒙古自治区自然科学基金等项目的资助。
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编辑 / 李金亭
校对 / 王骊棓 张松雪 李颖 马晓月 王鑫冉
责编 / 朱甜甜
主编 / 杨文超
