《Angew》期刊发表李家源副教授团队关于体相氢溢流增强电催化研究成果

近日，学院李家源副教授团队在《Angewandte Chemie International Edition》期刊在线发表题为《Reversible Hydrogen Acceptor–Donor Enables Relay Mechanism for Nitrate-to-Ammonia Electrocatalysis》的研究论文。本研究工作报道了用于电催化硝酸根制氨的Cu/H_xWO₃@CC催化剂，在+0.1 V vs. RHE条件下，其氨产率为3332.9±34.1 mmol g_cat⁻¹ h⁻¹，法拉第效率接近100 %，能耗低至17.6 kWh kg_ammonia⁻¹。理论和实验结果表明，Cu/H_xWO₃@CC催化剂在正于0 V vs. RHE的电位下可实现多组分接力催化机制，包括H_xWO₃组分的可逆氢嵌入/脱嵌并溢流扩散至Cu组分实现氢介导硝酸根加氢制氨。基于这一催化剂，研究人员进一步设计了两电极流动电解池实现了氨的连续生产，该设备能耗低至17.0 kWh kg_ammonia⁻¹。该研究将拓宽电催化剂设计理念，并为大规模制氨以及相应的工业过程提供新思路。

学院2023级博士研究生李越飞为论文的第一作者，李家源副教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金青年基金项目的资助支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202417631

文：李家源、郑聪

审核：陈凯杰

图1. 提出的基于体相氢溢流介导的多组分协同机制示意图。

图2. Cu/H_xWO₃@CC催化剂的设计、合成与表征。

图3. Cu/H_xWO₃@CC催化剂的电催化性能。