富缺陷氮掺杂碳载钴团簇

产氨选择性超 96%

球磨法在氮掺杂碳上引入缺陷并锚定钴纳米团簇，使催化剂暴露出更多活性位点，大幅提升硝酸盐电化学还原合成氨的选择性与活性。

Jiexin, Guan · Lijun, Geng · Ouyang, Bo · 徐力 · 邓伊琳 · 徐斌

Journal of Power Sources 2025

参数信息

氨法拉第效率

96 %

氨产率

2715.32 mmol h⁻¹ g_cat⁻¹

技术优势

选择性超96%

金属钴为主要活性位点，而非氧化钴或氮化钴，在−0.7 V vs. RHE下法拉第效率超过96%。

高产率

最大氨产率达2715.32 mmol h⁻¹ g_cat⁻¹，展现出优异的质量比活性。

球磨法可放大

通过球磨法即可合成，引入缺陷位点防止钴团簇团聚，过程简单可规模化。

活性位清晰

原位拉曼揭示金属钴而非钴氧化物或氮化物是反应中的主要活性物种，指导催化剂优化。

应用场景

• 电催化合成氨：在温和条件下高选择性地将硝酸盐转化为氨，替代高能耗的Haber-Bosch工艺。
• 水系电池与氮循环储能：利用硝酸盐还原反应，在水系体系中实现氨的储能转化，助力氮循环能量存储。
• 废水脱氮与资源化：将废水中硝酸盐污染物转化为有价值的氨，同步实现脱氮与资源回收。
• 多相催化材料：提供一种富缺陷氮掺杂碳载金属团簇的可控制备策略，可推广至其他非均相催化体系。