钌铜合金催化剂

高法拉第效率

钌铜协同中继催化，高效还原硝酸盐为氨，表现出优异的活性和选择性。

高文生 · 谢克锋 · 解进 · Wang, Xiaomei · 张红 · 汪浩 · 李泽龙 · 李灿

Advanced Materials 2023

参数信息

氨生成速率

0.38 mmol cm⁻² h⁻¹

氨法拉第效率

98 %

工作电位

−0.05 V vs RHE

技术优势

电位超低

在 −0.05 V（vs RHE）即可驱动反应，接近热力学平衡电位，显著降低能耗。

中继分工

Cu 位点将硝酸根还原为亚硝酸根，Ru 位点接力将亚硝酸根还原为氨，避免中间体累积。

效率极高

氨法拉第效率达到 98%，几乎全部电子用于目标产物氨的生成。

应用场景

• 电化学合成氨：在近热力学电位下高效合成氨，替代高能耗 Haber-Bosch 法。
• 硝酸盐废水处理：将废水中的硝酸盐电化学转化为氨，同时实现脱氮和资源回收。
• 环境催化：用Cu位点将硝酸盐转化为亚硝酸盐，Ru位点接力还原为氨，避免有害中间产物累积。
• 电化学储能与转化：以氨作为无碳能量载体，在低过电位下实现高效电化学能量转化。