可再生能源驱动的电催化硝酸盐还原反应为温和条件下合成氨提供了一条低碳且可持续的途径。但是，目前电催化还原硝酸盐合成氨的过程难以达到实用性，主要因为电催化活性和长期稳定性难以达到要求。有鉴于此，中国科学院大连化物所王国雄研究员、高敦峰研究员等报道使用一种稳定的无定形/晶态双相铜催化剂实现了高效率的电化学合成氨。
本文要点：
（1）
在2.6 ± 0.01 V的低电池电压下，氨的部分电流密度和氨的产率分别能够达到3.33 ± 0.005 A cm-2和15.5 ± 0.02 mmol h-1 cm-2。值得注意的是，这种双晶相Cu催化剂能够在1.5 A cm-2的高电流密度下，稳定产氨的法拉第效率达到90%，寿命长达300 h。采用面积为100 cm²的放大器件表明，在电流为160 A，生成NH3的速率高达11.9 ± 0.5 g h-1。
（2）
这种优异的电催化性能归因于稳定的无定形Cu的存在，这些无定形Cu促进了含氮中间体的吸附和氢化，改善生成氨的反应动力学。
这项工作突出了稳定亚稳非晶结构对于提高电催化反应活性和长期稳定性的重要性。
参考文献
Wang, Y., Wang, S., Fu, Y. et al. Ammonia electrosynthesis from nitrate using a stable amorphous/crystalline dual-phase Cu catalyst. Nat Commun 16, 897 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-55889-9
