低价单原子铟催化剂

近100%氨法拉第效率

低价态铟单原子修饰铜基纳米片，通过调控离子干扰与吸附氢，在中性条件下实现硝酸盐到氨的高选择性与高产率转化。

Quan, Quan · Zhang, Yuxuan · Boxiang, Gao · Chen, Dong · Xie, Pengshan · Wang, Weijun · Li, Dengji · Shen, Yi · 闫岩 · Li, Shaohai · Wong, Chun-Yuen · Yip, Senpo · Ho, Johnny C.

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

氨法拉第效率

99.36 %

NH₃产率

29.02 mg h⁻¹ mg_cat⁻¹

稳定性（FE_NH₃保持率）

83 %

技术优势

效率接近100%

铟单原子通过p-d轨道耦合优化电子分布，加速氢化过程，实现99.36%的氨法拉第效率。

高产率

在中性电解液中NH₃产率达到29.02 mg h⁻¹ mg_cat⁻¹，有利于实际应用。

长效稳定

在双极膜电解槽中200 mA cm⁻²下稳定运行150小时，效率保持约83%。

应用场景

• 硝酸盐还原制氨：将废水中的硝酸盐转化为高附加值氨，同时减少氮污染。
• 电催化剂设计：通过单原子修饰调控电子结构和界面离子吸附，为催化剂设计提供新策略。
• 绿氨合成：利用可再生能源驱动的电催化过程替代高能耗的Haber-Bosch工艺。
• 水处理与资源回收：从含硝酸盐废水中回收氮资源，实现污染治理与资源化同步。
• 可再生能源存储：将可再生电力转化为氨作为储能载体，解决能源时空不匹配问题。