Cl端接MXene/MAX异质结

产氨且供能

通过动态蚀刻实现表面Cl端接与异质结构双重调控，显著提升氮还原的活性与稳定性，并可集成于锌氮电池实现氨与电能的共生。

Wang, Yu · 孙颖 · 叶立群 · Liu, Jichi · 李晖 · Fu, Yang · 邱介山 · 于畅 · Ma, Tianyi

Advanced Science 2026

具体参数

NH3产率

20.1 µg h-1 mg-1

法拉第效率

38.1 %

稳定性

70 h

峰值功率密度

36.5 µW cm-2

电池NH3产率

13.1 µg h-1 mg-1

决速步能垒

0.7 eV

技术优势

活性与稳定性兼得

通过Cl端接与异质结构双重调控，优化了Ti位点的电子结构，降低了NRR决速步能垒至0.7 eV，同时维持了超过70小时的稳定性。

可同时供能

将该催化剂用于Zn-N2电池，在产氨的同时可输出36.5 µW cm-2的峰值功率密度，实现氨与电能的共生。

位居同类前列

其NH3产率与法拉第效率使其跻身MXene基NRR电催化剂的第一梯队。

应用场景

• 电催化氮还原：提供高活性、高稳定性的催化剂，替代传统贵金属基NRR催化剂。
• 锌氮电池：作为阴极催化剂，实现氨与电能的高效共生，推动新型电池发展。
• MXene催化剂：通过表面端基调控与异质结构构建，拓展MXene在催化领域的应用。
• 氨合成：在温和条件下电催化合成氨，替代高能耗的Haber-Bosch工艺。
• 储能与转化：集成于Zn-N2电池，实现化学能与电能的直接转化与储存。