“多肉植物”巧固氮！青科大林健健团队创制Ni-Sn双活性位催化剂，常温常压下高效合成氨

背景：氨是现代工业和农业的关键原料，传统哈伯-博世法合成氨需高温高压，能耗高且产生大量二氧化碳排放。因此，开发在常温常压下利用可再生能源驱动的电化学氮还原反应合成氨技术成为绿色替代的重要方向。研究目的：针对电化学氮还原反应中氮气活化困难与竞争性析氢反应导致法拉第效率低下的核心挑战，青岛科技大学林健健教授团队旨在设计一种能同时高效活化氮气并抑制析氢反应的电催化剂。结论：团队成功创制了一种具有“多肉植物状”结构的Ni3Sn2-NiSnOx合金-氧化物复合催化剂。该催化剂通过Sn调变Ni的电子结构，在合金与氧化物界面形成Ni-Sn双活性位点，协同促进氮气通过“缔合远端”路径高效加氢生成氨，并有效抑制副反应。在0.1 M KOH电解液中，该催化剂在-0.7 V电位下实现了83.33 μg·h⁻¹·cm⁻²的氨产率和54.36%的法拉第效率，且展现出优异的长期稳定性。该研究为设计高效、稳定的氮还原反应电催化剂提供了新的策略和理论依据。