Ru单原子修饰氧化亚铜催化剂

98%法拉第效率

通过Ru单原子调控Cu₂₊₁O的局域电子结构，实现硝酸盐高效还原为氨，性能大幅领先常规铜基催化剂。

Yunxiang, Lin · Wang, Ying · 徐颖 · Liu, Hengjie · Liu, Xue · 单磊 · 武传强 · 杨利 · 松林

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

法拉第效率

98.02 %

氨产率

0.81 mmol h⁻¹ cm⁻²

技术优势

效率接近极限

法拉第效率高达98.02%，几乎全部电流用于硝酸盐还原为氨，副反应极少。

合成简单快速

采用快速焦耳热法一步制备，避免了复杂流程，便于规模化获取催化剂。

机理清晰可控

Ru掺入可有效调控Cu₂₊₁O的局域电子结构并产生电荷极化，促进了加氢过程。

应用场景

• 电催化合成氨：替代高能耗Haber-Bosch法，在温和条件下利用硝酸盐废水制氨。
• 燃料电池：为氨燃料电池提供高纯度氨燃料，避免使用含碳燃料带来的CO₂排放。
• 电化学储能：将富余可再生能源电力转化为氨储存，方便运输和后续使用。
• 生化传感：高选择性电化学还原硝酸盐，用于硝酸盐浓度检测或氨生成监测。