近日，辽宁大学化学院教师孙颖在电催化氮还原合成氨的研究中取得新进展。相关成果以“Niobium oxide/MXene heterostructure for simultaneous production of ammonia and energy via rechargeable Zn-N₂ battery system”为题，发表在著名学术期刊《Journal of Energy Chemistry》（SCI一区top，校A⁺期刊，影响因子14）上。文章第一署名单位为辽宁大学，孙颖副研究员为通讯作者，辽宁大学化学院硕士研究生代欣宇为第一作者。

论文简介：

氨不仅是现代工农业的重要基础原料，更是极具潜力的零碳能源载体。传统Haber-Bosch法合成氨存在高能耗和高碳排放等问题，与全球"碳中和"目标相悖。电催化氮气还原反应具有反应条件温和、绿色可持续等优点，是最有望取代传统Haber-Bosch法的合成氨新方法。但该技术面临氮气活化困难、析氢副反应严重等挑战，导致其氨产率和法拉第效率难以满足实际应用要求。

针对这一难题，研究人员设计构筑了一种Nb₂O₅/Nb₂CTₓ异质结催化剂，提高对氮气吸附和活化的同时抑制了析氢副反应的发生，并基于该催化剂构建了水系可充电Zn-N₂电池系统，实现了常温常压下氨的高效连续合成与电能输出一体化。该工作为高效电化学合成氨体系的构筑提供了一种具有发展前景的技术策略。

期刊介绍：

  《Journal of Energy Chemistry》是由中国科学院主管，中国科学院大连化学物理所和科学出版社主办的国际学术期刊，聚焦化石能源、电化学能、氢能和太阳能转化等与化学相关的创造性科研成果，是国内能源领域权威期刊。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2024.11.076

作者简介：

第一作者：代欣宇，辽宁大学化学院21级物理化学硕士研究生，硕士期间主要从事MXene基电催化氮还原催化剂的设计构筑及性能研究，曾获辽宁大学优秀毕业论文、辽宁大学学业奖学金等奖励。2024年9月至今，就读于华南理工大学（博士研究生），主要从事锂离子电池相关研究。

通讯作者：孙颖，辽宁大学化学院副研究员，硕士研究生导师，沈阳市化学会理事，辽宁省“科技专员”，国际刊物Resources Chemicals & Materials、Green Carbon、Sustainable Chemistry for Energy Materials、Chemical Synthesis和煤化工领域知名期刊《洁净煤技术》、《煤炭转化》青年编委，曾获北京大学优秀访问学者、Green Carbon优秀青年编委、辽宁大学化学院优秀党员、辽宁省优秀毕业生等奖励和表彰。主要从事先进纳米材料在光/电催化能源转化领域中的应用研究，涉及电催化氮气还原、二氧化碳还原、锂硫电池和微波吸收等方向。至今，以第一作者/通讯作者/共同作者在Angew. Chem. Int. Ed.、PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Chem、Matter、J Energy Chem.和Nano-Micro Lett.等国际著名期刊发表论文30余篇（其中，ESI前0.1%热点文章、前1%高被引文章及优秀封面文章各1篇），授权发明专利6件；主持国家自然科学基金重点项目企业创新发展联合基金子课题、国家自然科学基金青年项目和省市级课题等12项；科研成果多次获得辽宁省和沈阳市自然科学学术成果奖等奖励。