我科学家在硝酸盐电催化转化领域取得新成果

科技日报记者 罗云鹏 通讯员 谢梁晖 刘培香

记者9月8日从哈尔滨工业大学（深圳）获悉，该校理学院教授何思斯与副教授周佳课题组在硝酸盐电催化转化领域取得突破性成果，设计出一种在废水中利用及高效转化硝酸盐为氨的高效电催化剂，为废水处理和低碳能源生产提供了新途径。相关研究成果于近日发表在《自然·通讯》上。

电催化硝酸盐还原制氨（以下简称NRA）被认为是低成本可持续的氨能获取方式，该种方式能够将工业废水中的硝酸盐转换为清洁能源氨。

该研究中，科研人员提出以梯度浓度结构驱动设计来加速低浓度硝酸盐中硝酸盐电还原制氨反应的策略，并测试出梯度结构的NRA电催化剂在典型工业废水（2000ppm）的低硝酸盐浓度下，超过93%的氨气生产法拉第效率和1.0安培每平方厘米的工业级氨气电流密度，同时稳定工作时长可达720小时。

同时，科研人员还结合原位谱学表征和理论计算，揭示该催化剂的NRA反应机理。并以此反应机理组装出的膜电极器件，可在高电流密度下稳定工作超过100小时，证实该NRA催化剂具备工业潜力。

据悉，该研究对于推动工业废水处理和电催化绿氨制备，进而实现绿色低碳能源战略具有重大意义。