Cu/CuCo₂O₄催化剂

串联双步，突破限速

这种催化剂将硝酸盐还原的两个连续反应串联起来，使氨合成不再受硝酸盐到亚硝酸盐步骤的限制。

Jin, Li · Yuan, Wang · Xiujing, Xing · Yang, Wang · 雄伟 · Li, Hao

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

NH₃产率（NO₃⁻RR）

24.58 mg h⁻¹ mg_cat⁻¹

NH₃法拉第效率

100 %

NH₃产率（NO₂⁻RR）

24.34 mg h⁻¹ mg_cat⁻¹

技术优势

突破限速步骤

电解中生成的单体 Cu 与 CuCo₂O₄ 协同，使硝酸盐到亚硝酸盐的转化不再限速，从而在 NO₃⁻RR 和 NO₂⁻RR 中表现出几乎相同的氨产率。

中性条件高效率

在中性电解液中即可达到最高 NH₃ 产率，且法拉第效率为 100%，避免了强酸/强碱的腐蚀问题。

两步串联设计

CuCo₂O₄ 成功将 NO₃⁻→NO₂⁻ 和 NO₂⁻→NH₃ 两步反应串联，免去多催化剂混合或分步操作的麻烦。

应用场景

• 电催化还原：直接电催化硝酸盐还原制氨，替代贵金属或高温高压工艺。
• 析氨：高选择性产氨，法拉第效率 100%，适合分布式制氨。
• 绿色合成：以水为氢源、电为驱动力，常温常压合成氨，无需化石燃料。
• 废水处理：将废水中的硝酸盐转化为有价值的氨，同时去除污染物。