金明尚课题组ACB：Cu\u2082O高指数晶面：耦合HzOR实现超低能耗合成氨与Zn-NO\u2082\u207B电池应用

背景：氨是重要的化工原料和能源载体，但传统Haber-Bosch法能耗高、排放多。电催化氮气还原效率低，而利用亚硝酸盐还原反应（NO2−-RR）可实现水体治理和绿色合成氨，但面临析氢竞争和复杂反应路径的挑战。研究目的：通过原位电化学重构策略制备富含高指数晶面的Cu2O纳米结构，以提升NO2−-RR的催化性能，并探索节能耦合系统与电池应用。结论：该催化剂在NO2−-RR中实现了96.2%的法拉第效率和5.02 mg h−1 mgcat−1的氨产率。DFT计算表明高指数晶面通过优化*NHOH中间体吸附降低反应能垒。耦合水合肼氧化反应（HzOR）后，在10 mA cm⁻²下槽压仅0.19 V，能耗降低83%。构建的Zn-NO2−电池实现了1.312 V开路电压和10.02 mW cm⁻²功率密度，同步完成产电与氨回收。