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氨是农业和化工生产的关键化合物，并在绿色氢能储存方面具有潜力。然而，传统的Haber-Bosch氨生产过程需要高温高压，能耗极高，并依赖化石燃料。本研究综述了氮氧化物（NOx）的电催化还原反应（NOxRR），这种反应不仅能够在常温常压下生成氨，还能有效消除农业、工业和汽车排放的NOx污染物，为环境保护和氨的去中心化生产提供了新的解决方案。
成果简介
本综述系统总结了氮氧化物电催化还原至氨的最新进展，包括反应机制、催化剂设计、电解池设计及工业应用潜力等方面。研究指出，通过与非热等离子体氮氧化结合，NOxRR在氮固定和氨合成中有着广泛应用。此外，本文提出了提升该反应规模化应用的策略和方向，为实现环保、高效、去中心化的氨生产提供了重要参考。
研究亮点
从废物到资源：高效转化NOx污染物：电催化NOxRR提供了一种高效路径，将NOx废气和含NOx废水直接转化为氨，解决了污染与资源再生的问题。
催化剂设计与优化：总结了多种催化剂的开发策略，包括单原子催化剂和合金催化剂，以及通过电子结构调控提高选择性和活性的方法。
工业化前景：结合非热等离子体氮氧化实现氨合成，展示了该技术在清洁能源和环境保护中的巨大应用潜力。
配图精析
图1：氮循环的示意图。图中展示了NOx产生及其对环境的影响，并示意通过电催化还原实现NOx到氨的转化途径。
图2：NOxRR反应机制图解。详细说明了NOx电催化还原过程中的电子转移和中间体生成路径，包括吸附、解离和氢化过程。
展望
本综述揭示了NOxRR作为氨生产的新型绿色路径的巨大潜力，为去中心化和环保型氨生产提供了坚实的理论和实践基础。未来，通过进一步优化催化剂设计和电解池结构，NOxRR有望在绿色能源和环境修复领域取得广泛应用。
文献信息
期刊：Chem
DOI：10.1016/j.chempr.2024.07.006
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.07.006
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