本站讯 （分子+研究院供稿）日前，天津大学成功打破电催化剂单向转化的传统认知，提出了三步接力催化机制。在新机制的指导下设计与合成了新型催化剂，实现氨的高效、绿色制备。该研究相关论文4月20日发表于国际期刊《自然·催化》（Nature Catalysis）。

　　氨作为一种重要的大宗化学品对于社会发展至关重要。合成氨工业被认为是20世纪最伟大的发明，先后获得三次诺贝尔奖。近年来，在“双碳”目标和能源的大背景下，氨以其质量储氢密度大、易液化和运输体系完备等优势，成为最具有发展前景的氢载体之一。但是，传统的合成氨反应是以氮气和氢气为原料在高温、高压下进行（哈伯法），其集中式、连续式生产模式与风电/光伏的分布性、波动性特点不匹配，严重限制了氨能在风能/太阳能高效储运领域的发展。因此，开发氮气活化与转化新途径，在温和条件下实现氨的高效、绿色、分布式合成具有重要意义。

　　天津大学氨氢新能源团队的分子+研究院于一夫教授和理学院张兵教授课题组致力于绿氨温和制备研究，在国际上率先提出电催化氮气“氧化-还原”接力制氨策略，并建立了相对完整的具有自主知识产权的新型合成氨催化剂的专利体系，在氮气氧化和含氮氧化物还原领域取得了一系列成果。最近，提出三步接力机制实现高效电催化合成氨，起始电位接近理论电位，合成氨成本低于市场价格，且在长程稳定性和再生循环测试中均保持稳定。该论文第一作者、分子+研究院研究助理汉术和博士介绍，这项发现是化学、化工、材料等学科交叉的结果，可能为相关领域催化剂设计提供新思路。