3D打印CuNi自支撑电催化剂

有序微通道强化传质

采用激光选区熔化构建有序微通道阵列的CuNi催化剂，将硝酸盐还原与甘油氧化耦合，同步产氨和甲酸盐，稳定性提升至500小时。

Yonghui, Ren · Lin, Gang · Shangyan, Zhao · Ma, Chaoqun · Fukai, Feng · Shi, Yixuan · Weidong, Ge · Yingxue, Du · Han, Sumei · Li, Hailong · Liu, Sangmo · Lin, Wei · 曹文斌 · 王鲁宁 · Ge, Yiyao · Zhang, Bowei · Li, Yageng · 鲁启鹏

Advanced Energy Materials 2026

具体参数

NH₃产率

{'zh': '10.6', 'en': '10.6'} mg h⁻¹ cm⁻²

NH₃法拉第效率

{'zh': '95.5', 'en': '95.5'} %

电流密度

{'zh': '100', 'en': '100'} mA cm⁻²

稳定性

{'zh': '500', 'en': '500'} h

技术优势

传质效率高

有序且连通的孔结构促进传质，表面超亲水/超疏气特性进一步增强三相界面传质。

机械性能好

3D打印的整体结构具有优异的机械性能，确保长期耐久性。

双功能耦合产氨

同时催化硝酸盐还原和甘油氧化，在1.6V下NH₃法拉第效率达95.5%，实现高效产氨。

应用场景

• 电催化合成氨：用CuNi电极在低电位下高效产氨，替代高能耗的工艺。
• 硝酸盐还原催化剂：高效还原硝酸盐为氨，处理含硝酸盐废水。
• 绿氨生产：在温和条件下实现氨合成，减少碳排放。
• 甘油氧化：将甘油氧化为甲酸盐，提高电解系统经济性。
• 3D打印电极：通过3D打印定制有序微通道结构，优化传质。