氨是一种重要的高能量密度燃料，也是一种重要的化工原料。但是，传统的Haber-Bosch合成氨方法要求高温高压的反应条件，能耗较高。最近的研究发现，通过电催化硝酸盐还原反应 (NITRR) 可实现高效氨合成，且由于绿电的普及，有望实现氨的绿色和可持续合成。
基于节能的考虑，低电压条件下实现硝酸盐电解制氨至关重要，但是如何提高其效率和选择性仍面临挑战。本论文报道了一种由多晶Ir&Cu 和非晶 Cu2O 构成的多级纳米球Cu0.86Ir0.14Oz，其表现出优异的NITRR催化性能， NH 3产率 (YR) 高达 0.423 mmol h−1 cm−2 (或 4.8 mg h−1 mgcat-1)；在 0.69 V（或 0 VRHE ）的低过电势下可实现大于90%的NH3法拉第效率 (FE)。此外，本论文首次报道了采用Cu0.86Ir0.14Oz//Cu0.86Ir0.14Oz电极对构建用于 NITRR 和肼氧化 (HzOR) 的电解槽，可实现高达 87% 的能量效率 (EE)。
密度泛函理论 (DFT) 计算表明，分散的Ir原子提供的活性位点不仅促进了NO 3 -吸附，且调节了H 吸附/解吸，为NITRR过程中的*N氢化供应质子。本论文指出，可以通过有效调控催化剂的形貌、结构以及组份来优化NITRR催化剂的性能。
该成果最近发表于Small，论文的通讯作者是18新利体育 能源学院冯莱教授和河北工业大学的金朋教授，共一作者是18新利体育 博士研究生Muhammad Awais Akram和博士研究生朱博韬。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202206966