黄振峰/邹吉军EES：双原子催化95%氨气合成

主要观点总结

本文研究了双原子催化剂在电催化硝酸盐还原反应（NO3RR）中的应用，通过密度泛函理论（DFT）计算筛选出多种Cu-M双原子催化剂（Cu-M-N-C，M=Fe、Co、Ni等）。研究发现，Cu-Fe-N-C催化剂在NO3RR中表现出卓越的性能，包括高氨产率、高法拉第效率及良好的稳定性。通过一系列实验和表征手段，揭示了Cu-Fe-N-C催化剂的原子级分散的Cu和Fe位点及其与氮掺杂碳基质的强配位作用，优化了中间体吸附和H*供应，从而提高了NH3合成的选择性和效率。该研究工作为高效原子级分散催化剂的设计提供了合理思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

氨的合成在农业、化工和无碳能源中至关重要，但传统的哈伯-博世法耗能巨大，并产生环境污染。因此，寻找可持续的合成方法具有重要意义。

关键观点2: 研究内容

通过DFT计算筛选出多种双原子催化剂，并研究了它们在NO3RR中的性能。重点研究了Cu-Fe-N-C催化剂的结构、成分、局部结构和配位情况，以及其在NO3RR中的电催化性能。

关键观点3: 研究结果

Cu-Fe-N-C催化剂在NO3RR中表现出卓越的活性、选择性和稳定性。通过优化中间体吸附和H*供应，实现了高效NH3合成。揭示了双原子位点在促进水的解离、生成大量H*以及优化中间体的吸附方面的关键作用。

关键观点4: 研究结论

该研究为高效原子级分散催化剂的设计提供了合理思路，展示了双原子催化剂在可持续能源领域的应用潜力。