耐酸 Ru/WO₃₋ₓ 催化剂

酸性还原硝酸盐制氨

反向氢溢流策略有效抑制析氢副反应，让酸性硝酸盐还原制氨的动力学显著加快。

Zhu, Weijie · Lin, Yu Chang · Cong, Jianlong · Zhao, Mengting · Jiahao, Li · Hao, Cong · Jia, Jun · 王昕璐 · 黄云辉 · Lin, Yangu · 杨刚 · Yao, Fen · 梁汉锋

Nature Communications 2026

具体参数

氨法拉第效率

{'zh': '94.09', 'en': '94.09'} %

电流密度

{'zh': '500', 'en': '500'} mA cm⁻²

工作电位

{'zh': '0.026', 'en': '0.026'} V vs. RHE

放电功率密度

{'zh': '43.4', 'en': '43.4'} mW cm⁻²

技术优势

效率大幅领先

在高达 500 mA cm⁻² 的电流密度下，氨法拉第效率仍保持在 94.09%，优于大多数已报道的酸性硝酸盐还原催化剂。

抑制析氢

反向氢溢流使质子被 WO₃₋ₓ 载体存储并输运至 Ru 活性位点，避免了质子在电极表面直接还原为氢气，从而抑制寄生析氢反应。

酸性下耐腐蚀

该催化剂设计为耐腐蚀异质结构，在酸性条件下保持稳定，适用于处理工业酸性硝酸盐废水。

应用场景

• 硝酸盐废水处理：将工业废水中的硝酸盐直接转化为有价值的氨，避免二次污染。
• 酸性电催化还原：在酸性条件抑制析氢，实现高选择性硝酸盐还原。
• 可持续氨合成：替代高能耗的 Haber-Bosch 工艺，温和条件下合成氨。
• 硫化物-硝酸盐燃料电池：同时处理硫化物和硝酸盐废水并输出电能。