河北工业大学李春利教授/刘加朋副教授Angew：多维Ni@TiN/CNT异质结构发挥串联催化用于高效亚硝酸盐电化学还原为氨

本文研究了电化学亚硝酸盐还原反应（NO2RR）在氨合成中的应用，提出了一种高效、可持续的氨合成策略。研究背景指出，传统的Haber-Bosch工艺能耗高且污染严重，而电化学还原含氮物质为氨具有低能耗、操作简单等优点。研究目的是设计一种高效的NO2RR催化剂，通过熔盐蚀刻和化学气相沉积方法构建了多维Ni@TiN/CNT异质结构。实验结果表明，该催化剂在−0.7 V vs. RHE下表现出优异的NH3产率（15.6 mg h−1 mgcat.−1）、法拉第效率（95.6%）和循环稳定性。此外，以Ni@TiN/CNT为阴极的Zn-NO2−电池具有较高的功率密度（9.6 mW cm−2）和NH3合成性能。结合原位电化学表征和DFT计算，揭示了催化剂遵循串联催化机理，TiN位点优先吸附和活化NO2−，而Ni位点为后续还原过程提供活性氢。本研究为高效NO2RR电催化剂的设计提供了新思路。