氧化亚铜（Cu₂O）基催化剂在硝酸盐（NO₃^-）电化学还原为氨（eNO₃RA）方面表现出有前景的活性，但是Cu⁺物种的电化学不稳定性可能导致耐久性不好，阻碍了对结构性能关系的探索。

有鉴于此，中国科学院生态环境研究中心俞文正研究员等提出了一种有效的策略，通过将Cr⁴⁺掺入Cu₂O，构建Cr⁴⁺-O-Cu⁺结构来稳定Cu⁺，在电催化还原硝酸盐合成氨的反应中表现优异性能。 

本文要点

（1）

原位和准原位表征的结果说明，通过强烈的Cr⁴⁺-O-Cu⁺相互作用保持Cu⁺物种，这种相互作用抑制晶格氧的溶解。确定了Cr⁴⁺-O-Cu⁺原位生成的Cr³⁺-O-Cu⁺是eNO₃RA的双活性位点，其中Cu⁺位点活化含氮中间体，Cr³⁺中心作为快速水解离的电子质子介质。

（2）

理论研究进一步表明，亚稳态Cr³⁺-O-Cu⁺有利于关键*ON中间体从吸热氢化反应变成ONH途径的放热反应，并促进随后以低能垒NH₃脱附。具有最高91.6%法拉第效率的优异eNO₃RA性能，而且通过与阳极硫化氧化反应结合，能够制备NH₃和硫回收。

参考文献

Kai Zhang, Bo Li, Fengchen Guo, Nigel Graham, Wenhui He, Wenzheng Yu, Unveiling the Dual Role of Oxophilic Cr⁴⁺ in Cr‐Cu₂O Nanosheet Arrays for Enhanced Nitrate Electroreduction to Ammonia, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202411796

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202411796