近日，国际知名学术期刊Applied Catalysis B-Environmental 以“Phase-separated CuAg alloy interfacial stress induced Cu defects for efficient N2 activation and electrocatalytic reduction（相分离的铜银合金界面应力诱导界面铜缺陷促进氮气活化和电还原反应）”为题，在线报道了我院结构热力学与微纳化工研究团队在氮气（N2）电合成氨（NH3）领域的最新研究成果。
氨是许多食物和肥料的重要成分，是人类生存和发展所必须的重要化学产品，同时也是一种可替代化石燃料的零碳能源载体。近百年来，发展高效节能的方法合成氨得到了科学家和社会的持续关注，诺贝尔奖也曾三次颁发给氨合成有关技术。传统的氨合成采用Haber-Bosch工艺，该工艺不仅每年需要消耗全球2%的能源，二氧化碳的排放量也高达全球总排放的1.6%，已不符合人类社会绿色、低碳的可持续发展需求，亟需发展替代工艺路线。近年来，通过可再生电力驱动氨电合成被认为是一种绿色、低碳、低能耗的合成氨潜在替代路径，瓶颈在于缺乏高效、稳定的电催化剂材料。
针对这一挑战，研究团队发展了一种相分离的铜银合金材料，该合金结构界面应力诱导的铜缺陷构型Cu@CuAg(200)-PS，可用于高效氮气电合成氨过程。通过理论计算结合高分辨率透射电子显微镜、X射线吸收近边结构和 X 射线吸收精细结构等表征技术，该团队进一步证实了具有丰富界面铜缺陷位点的相分离铜银合金界面可以有效地激活化学惰性氮气，从而可在常温环境下大幅提升氨电合成性能。
该工作的第一作者为化学化工学院博士后危增曦博士，通讯作者为赵双良教授。危增曦于2020年7月在湖南大学获博士学位，后进入赵双良教授领衔的结构热力学与微纳化工团队开展博士后研究。自入站以来，围绕绿色、低碳重要反应过程催化剂的研制，在Advanced Materials, Nano Letter, Chemical Engineering Journal等期刊上以第一/共一身份发表论文7篇，并获桂“博新计划”、中国博士后面上项目、广西青年人才基地专项等多项人才计划及项目资助。本研究工作获四川大学等团队的合作支持，并得到了国家自然科学基金项目(91934302, 22178072)、中国博士后面上项目(2020M683617XB)、广西青年人才基地专项(AD21075015, AD21220017)等项目资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121915
