级联双位点催化剂

低浓度NO高效制氨

电子给体修饰的Fe单原子催化剂，在近中性介质中从1 vol%低浓度NO高效电合成氨，同时解决NO弱吸附、水分解慢和加氢动力学差的难题。

Xiaoxi, Guo · Wu, Tongwei · 李衡峰 · 张妍宁 · 马超 · 李红梅 · 柴立元 · 赵海涛 · 刘敏

Nature Communications 2025

参数信息

法拉第效率

90.3 %

氨产率

709.7 µg h⁻¹ mg_cat⁻¹

氨产量（MEA电解槽）

3207.7 µg h⁻¹ mg_cat⁻¹

技术优势

NO吸附更强

电子给体增加Fe位点的电子密度，从而增强NO的吸附，为后续加氢提供更多活性物种。

质子供应更足

电子给体促进水分解，提供质子，降低了NO加氢的反应能垒，加速氨的生成。

低浓度下高效产氨

在1.0 vol% NO（即1万ppm）的低浓度下，仍能获得90.3%的法拉第效率和709.7 µg h⁻¹ mg_cat⁻¹的产率，优于同类催化剂。

应用场景

• 电催化氮还原：用NO替代N2，绕过N≡N断键难题，从废气制氨。
• 氢气储存与运输：产出的绿色氨可直接作为储氢载体，通过已有液氨设施运输。
• 电化学合成氨：直接电催化转化NO为氨，替代Haber-Bosch高能耗工艺。
• 单原子催化剂：Fe单原子位点确保高原子利用率，与给体颗粒协同增效。