金属-非金属双原子NRR催化剂

突破单一机理局限

提出“捕获-活化-再捕获”新机理，通过金属-非金属协同激活氮气，拓宽了双原子催化剂的设计范围。

何成 · Yan S.Q. · 张文雪

Journal of Energy Chemistry 2024

参数信息

极限电位 (Si-Fe@NG)

-0.14 V

极限电位 (Si-Co@NG)

-0.15 V

极限电位 (Si-Mo@BP1)

0 V

极限电位 (Si-Re@BP1)

-0.02 V

技术优势

机理不限于硼

新机理通过调整非金属原子配位环境并利用金属的活化作用，使硅等非金属也能参与氮气活化，打破了原有机理仅适用于含硼体系的限制。

极限电位极低

通过DFT计算筛选出的Si-Mo@BP1催化剂的极限电位低至0 V，表明其氮还原反应活性极高，能量损失极小。

机器学习加速预测

利用机器学习方法构建了考虑配位环境的内禀描述符，可快速预测不同结构的极限电位，无需逐例进行DFT计算。

应用场景

• 电催化合成氨：为电催化合成氨提供新型催化剂设计准则，替代贵金属或高温高压工艺。
• 双原子催化剂设计：提出“捕获-活化-再捕获”机理，指导金属-非金属双原子对高效筛选。