AuCuRh纳米线电催化剂

0.35V驱动甲醛氧化

富含晶界、孪晶界和原子台阶的缺陷结构赋予其高活性与自稳定性，可在低压下驱动亚硝酸盐还原与甲醛氧化耦合联产氨、甲酸盐和氢气。

Wang, Hui · Wei, Zhong · Xuan, Ai · 王新 · Li, Ni · 夏宝玉 · 陈煜

Advanced Materials 2025

参数信息

亚硝酸盐还原法拉第效率

98.32 %

氨产率

20.49 mg h⁻¹ mg_cat⁻¹

甲醛氧化电流密度

10 mA cm⁻²

电解电压

0.38 V

电解电压（光照下）

0.29 V

连续电解时间

300 h

技术优势

0 V就能还原亚硝酸盐

在0 V电位下，AuCuRh纳米线催化亚硝酸盐还原的法拉第效率达98.32%，氨产率20.49 mg h⁻¹ mg_cat⁻¹，几乎无能耗即可产氨。

甲醛氧化低过电位

甲醛氧化反应在0.35 V即可达到10 mA cm⁻²，远低于析氧反应所需电位，从而大幅降低耦合电解系统的总电压。

光照下电压再降

由于等离激元增强效应，光照下电解电压从0.38 V进一步降至0.29 V，能耗更低。

稳定运行300小时

AuCuRh纳米线自稳定性优异，电解系统连续运行300小时仍保持稳定，适合长时间工业应用。

应用场景

• 电催化合成氨：在0 V下高效产氨，替代高能耗Haber-Bosch工艺。
• 析氢耦合反应：利用甲醛氧化替代析氧反应，降低电解电压同时产氢。
• 光增强电催化：光照激发等离激元进一步降低电解电压。
• 废水处理与资源化：将废水中亚硝酸盐转化为氨，同步回收资源。