电催化亚硝酸盐还原为有价值的氨是传统Haber-Bosch氨合成方法的绿色且可持续的替代方案，但在低亚硝酸盐浓度下，氨生产的活性和选择性仍然较差。
2024年11月23日，湖南大学谭勇文教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Isolating Cu-Zn active-sites in Ordered Intermetallics to Enhance Nitrite-to-Ammonia Electroreduction》的研究论文。
在此，作者报道了一种具有完全隔离的Cu-Zn活性位点的纳米多孔金属间单原子合金CuZn（np/ISAA-CuZn）催化剂，其实现了中性亚硝酸盐还原反应，NH3法拉第效率（FE）超过95%，并且在-0.2至-0.8 V的宽电位范围内，最高能量效率约为59.1%。
在膜电极组装条件下，np/ISAA-CuZn电催化剂能够在500 mA cm-2的电流密度下稳定运行220小时， NH3法拉第效率稳定在约为80%，NO2-去除率约为100%。
一系列原位实验研究结合密度泛函理论（DFT）计算表明，孤立的Cu-Zn活性位点之间的强电子相互作用改变了质子化吸附种类，有效缓解了*NO2的质子化能垒，从而极大地促进了NO2-的选择性还原转化为NH3。
图1：制备过程与结构表征
图2：X射线吸收光谱分析
图3：NO2RR的电催化性能
图4：不同电位下np/ISAA-CuZn的原位XAS和ATR-SEIRAS测量
图5：DFT计算
Lan, J., Wang, Z., Kao, Cw. et al. Isolating Cu-Zn active-sites in Ordered Intermetallics to Enhance Nitrite-to-Ammonia Electroreduction. Nat. Commun. 15, 10173 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53897-9.
