摘要：2025年2月1日，中国科学院大连化学物理研究所邓德会研究员、崔晓菊副研究员、于良研究员在Nature Communications上发表了题为《Electrosynthesis of NH3from NO with ampere-level current

电催化NO还原反应（NORR）为可持续合成氨（NH3）以及去除一氧化氮（NO）污染物提供了一条有前景的途径。

然而，要同时实现高NH3产率和长时间稳定性以满足工业应用需求，仍然是一个巨大的挑战。

2025年2月1日，中国科学院大连化学物理研究所邓德会研究员、崔晓菊副研究员、于良研究员在Nature Communications上发表了题为《Electrosynthesis of NH3 from NO with ampere-level current density in a pressurized electrolyzer》的研究论文。杨文强、刘欢为论文共同第一作者，邓德会研究员、崔晓菊副研究员、于良研究员为论文共同通讯作者。

邓德会，中国科学院大连化学物理研究所研究员、博士生导师，国家杰青（2022），国家重点研发计划首席科学家。2007年本科毕业于四川大学，2007年-2008年于中国科学技术大学进行理论学习，2013年在中中国科学院大连化物所获博士学位。2013年受聘到中国科学院大连化物所工作至今，期间于2015-2016年在美国斯坦福大学做访问学者，目前担任中国科学院大连化物所能源与环境小分子催化研究中心主任。

邓德会聚焦能源与环境小分子催化转化方面的基础科学与工业应用研究，在二维催化材料表界面调控研究的基础上，针对能源与环境小分子催化转化过程中的重大科学问题和挑战开展系统的研究。

崔晓菊，中科院大连化物所副研究员，中科院大连化物所“优秀青年博士人才”。2012年本科毕业于四川大学，2017年于中国科学院大连化物所获博士学位，2017年-2019年在厦门大学从事博士后研究。2020年至今，担任中国科学院大连化物所副研究员。

她的主要研究方向为碳一分子的催化转化，二维材料及其杂化结构的可控制备。

于良，中国科学院大连化物所研究员，2005年毕业于山东师范大学，获理学学士学位；2012年毕业于中国科学院大连化学物理研究所，获得物理化学专业博士学位。2014-2015年在美国布鲁克海文国家实验室从事博士后研究；2015-2017年在美国斯坦福大学SUNCAT中心从事博士后研究；2017-2018年在美国弗吉尼亚理工大学从事博士后研究。2018年6月入职中国科学院大连化学物理研究所，被聘为副研究员，2024年晋升为研究员。

研究方向：（1）二维材料表界面调控和惰性小分子催化转化的理论研究；（2）基于大数据与人工智能的二维催化剂高精度理论预测与高通量自动化筛选。

在本文中，研究人员报道了一种原位形成的分级多孔铜纳米线阵列整体电极，将其集成在加压电解槽中，以调控NORR反应的反应动力学和热力学。

该电极提供了1007 mA cm-2的工业级NH3局部电流密度，法拉第效率为96.1%，并且在1000 mA cm–2的电流密度下稳定运行超过100小时。

将Cu纳米线阵列整体电极与加压电解槽集成，可将NH3生产率提高至10.5 mmol h-1 cm-2，是在 1 atm 条件下使用商业泡沫铜的十倍以上。

这种NORR性能可归因于促进了NO在富集Cu表面的传质，能够增加Cu表面上的NO覆盖度，从而使吸附的NO不稳定，减弱对氢的吸附，从而促进NO加氢成NH3，同时抑制竞争性析氢反应（HER）。

图1：催化剂合成及表征

图2：电催化NORR性能

图3：活性位点的鉴定及反应机理

图4：密度泛函理论（DFT）计算

综上，该研究报道了一种基于分级多孔铜纳米线阵列整体电极的电催化NO还原反应（NORR），用于高效合成氨（NH3）并去除NO污染物。

通过表征和理论计算，研究揭示了分级多孔结构和加压系统对提高NO吸附和转化效率的关键作用，同时抑制了竞争反应。

该技术不仅为可持续合成氨提供了高效、绿色的替代方案，还具有显著的环境效益和工业应用潜力，为未来绿色化学合成提供了新的思路。

Yang, W., Liu, H., Chang, X. et al. Electrosynthesis of NH3 from NO with ampere-level current density in a pressurized electrolyzer. Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56548-9.

来源：华算科技