CuPd异质结催化剂

宽电位抑析氢

非晶/晶态异质结在宽电位窗口抑制析氢，使太阳能驱动的硝酸盐还原持续高选择性产氨，同时阴极液捕获CO₂。

Guo, Weihua · Xiaofeng, Huang · Song, Yun · Zihao, Li · 张强 · Xin, Yinger · Su, Jianjun · 李星 · Xi, Shibo · 王坚 · Zhao, Shenlong · 唐本忠 · Alex K.-Y., Jen · 叶汝全

Angewandte Chemie - International Edition 2026

具体参数

太阳能到燃料转换效率

6 %

CO₂捕获速率

6-20 mg h⁻¹

技术优势

同步捕获CO₂

阴极液在产氨的同时以6-20 mg h⁻¹速率捕获CO₂，将碳减排与肥料生产集成于同一电解过程，无需额外捕集装置。

成本竞争强

技术经济分析表明该系统与生物对应方案相比具有成本竞争力，为可再生电力驱动的肥料生产提供了经济可行的途径。

应用场景

• 电催化合成氨：用硝酸盐废液在宽电位窗口高效产氨，避免析氢竞争。
• 太阳能燃料：在0.4 sun低光照下仍维持6%太阳能到燃料效率，适配间歇光照。
• 人工光合作用：将太阳能、硝酸盐还原和CO₂固定集成，超越自然光合作用效率。
• 可持续农业：产氨同时捕集CO₂，为农业提供低碳肥料并减少碳排放。