近日，北京理工大學(xué)發(fā)布消息稱，該?？蒲腥藛T與北京大學(xué)、上海同步輻射光源司銳課題組合作，在常溫常壓水相電催化合成氨領(lǐng)域獲得突破?？蒲腥藛T在25℃、1個(gè)大氣壓下，從水和氮?dú)獬霭l(fā)，即可實(shí)現(xiàn)高選擇性和高速率產(chǎn)氨。該結(jié)果較目前已有報(bào)道獲得數(shù)量級(jí)上的提升，為電化學(xué)合成氨的實(shí)用化提供了可能。

電催化氮還原反應(yīng)提供了一種可持續(xù)合成氨的新路徑。該反應(yīng)在常溫常壓下即可進(jìn)行，以大量易得的水與空氣中的氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)原料，以可持續(xù)能源如太陽能、風(fēng)能等產(chǎn)生的電能作為能量來源，即可實(shí)現(xiàn)“零排放”合成氨。然而，電化學(xué)合成氨技術(shù)仍面臨重大挑戰(zhàn)，其發(fā)展嚴(yán)重受制于現(xiàn)有催化劑非常低下的選擇性與活性。若要將該技術(shù)實(shí)用化，就必須突破現(xiàn)有理論，發(fā)展新型催化劑與催化體系，同時(shí)大幅提升催化劑的選擇性與活性。

研究人員開創(chuàng)性地利用非貴金屬催化劑——鉍納米催化劑與鉀離子堿金屬助催化劑之間的協(xié)同作用，成功增強(qiáng)氮?dú)夥肿釉诖呋瘎┍砻娴奈脚c活化，同時(shí)抑制析氫副反應(yīng)，從而突破已有極限，大幅提高電催化合成氨的選擇性與反應(yīng)速率。采用這種方法，他們?cè)?/span>25℃、1個(gè)大氣壓下，從水和氮?dú)獬霭l(fā)，高選擇性(電子利用率高于66%)和高速率(3.4g NH3/g·h)產(chǎn)氨。該催化體系還具有廣泛適用性。不僅限于鉍催化劑，堿金屬的促進(jìn)作用還適用于一系列常用催化劑，如Pt、Au等。此外，該催化體系對(duì)具有重要能源與環(huán)境意義的二氧化碳電催化還原反應(yīng)同樣具有顯著的提升作用。