主族金属嵌入BC₃单层催化剂

零极限电位合成氨

Al、Ga、Ge嵌入BC₃单层作为单原子催化剂，可在无极限电位下自发将NO还原为NH₃，且有效抑制副产物。

王家军 · Sun, Chen · Sheng, Li · Zhuo, Zhiwen · 李淑娟 · Jiayao, Wang · Wang, Weiyi · Jinbo, Sun · Juqian, Yang · Ke, Xu · 类淑来

Chinese Chemical Letters 2026

具体参数

NO吸附自由能

{'zh': '-1.27～-1.90', 'en': '-1.27～-1.90'} eV

极限电位

{'zh': '0', 'en': '0'} V

候选体系数量

{'zh': '18', 'en': '18'}

筛选出的催化剂

{'zh': '3', 'en': '3'}

技术优势

零极限电位

Al@V_B、Ga@V_B、Ge@V_C上NO可自发还原为NH₃，无需额外过电位。

抑制副反应

在高NO覆盖度下有效抑制N₂O/N₂副产物，且与析氢反应竞争。

筛选自18种候选

从18种主族金属嵌入BC₃的候选体系中，基于稳定性、吸附、性能和选择性筛选出三种。

应用场景

• 电催化合成氨：替代高能耗Haber-Bosch法，常温常压电催化产氨。
• 单原子催化剂：以原子级分散主族金属实现高活性和选择性。
• 氮氧化物还原：将污染物NO转化为有用产物NH₃，兼顾治理与资源化。
• 环境电催化：在温和条件下消除NO污染并生产氨，无二次污染。