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17日，記者從中科院合肥物質科學研究院了解到，該院固體所環境與能源納米材料中心團隊在常溫常壓下電催化合成氨研究領域取得重要進展，首次采用一種可控合成策略制備新型氧配位結構原子級分散的雙金屬鐵-鈷電催化劑，實現了高效電催化合成氨，并以相關制備技術獲得一項授權發明專利，研究成果日前發表于國際期刊《自然?可持續性》。

中科院合肥研究院供圖

氨是一種重要的化工原料和能源載體，主要是通過高溫和高壓的哈伯-博施法工藝路線工業生產。而電催化氮還原(NRR)合成氨可在常溫常壓下進行，且以水和氮氣作為原料，被認為是一種潛在的綠色合成氨技術。但是，當前NRR合成氨面臨的一大挑戰是氨產率和法拉第均較低。因此，設計并發展具有高氨產率和法拉第效率的電催化劑成為學術界的研究熱點。迄今為止，單原子催化劑(SAC)因其獨特的物理和化學性質受到廣泛關注，且已被證實具有高效的NRR活性。但由于無法精確控制SAC合成過程中所需的負載密度和活性位點配位結構，極大阻礙了SAC合理設計和開發。

研究人員在前期利用生物質作為前驅體制備了一系列單原子催化劑的基礎上，創新性地提出一種吸附調節的合成方法，采用食人魚溶液預處理的細菌纖維素(BC)作吸附調節劑，結合碳熱還原法，通過雙金屬配位將鐵-鈷錨定在BC衍生的碳上。研究揭示了鐵/鈷離子在BC上的吸附和其初始吸附濃度，以及BC上浸漬的鐵/鈷離子和轉化為BC衍生碳上負載的定量關系，該定量關系可以用來指導可控合成具有所需鐵-鈷含量和原子比的鐵-鈷雙原子電催化劑。

該成果通過可控合成策略成功制備了具有高活性和高穩定性的鐵-鈷雙原子電催化劑，為設計和開發高性能雙原子電催化劑開辟了一條新的途徑。

關鍵詞： 常溫常壓下 國際期刊 迄今為止 科學研究院 研究人員