8月12日消息，据Phys.org报道，首尔大学工程学院化学与生物工程系Jung Yousung教授领导的研究团队开发出一种新型催化剂设计原理，能够抑制干扰氨生产的析氢反应（HER），同时维持产生氨的氮还原反应（NRR）。 电化学合成氨被视为替代传统Haber-Bosch工艺的绿色合成路线，可在常温常压下利用可再生能源将氮气和水直接转化为氨。然而，该领域面临的核心挑战在于：在水溶液环境中，析氢反应（HER）的动力学远优于氮还原反应（NRR），导致大部分电能被消耗在产氢而非产氨上，法拉第效率极低。 首尔大学团队的设计原理通过调控催化剂表面的活性位点，实现了对HER和NRR的选择性控制。这种方法使催化剂在保持NRR活性的同时显著降低HER速率，从而提升了电化学合成氨的整体效率。该研究的创新之处在于提供了催化剂设计层面的通用策略，而非针对单一材料的优化。 对化工行业而言，电化学合成氨技术直接关系到全球化肥供应链的脱碳进程。传统Haber-Bosch工艺消耗全球约1-2%的能源，并排放大量CO2。如果电化学合成氨技术能够实现工业级效率和稳定性，将从根本上改变全球氨和化肥的生产模式。Jung Yousung教授是计算化学和AI驱动材料发现领域的知名学者，其团队此前已在多个催化剂设计方向上取得重要成果。 该催化剂设计原理的发表为全球电化学合成氨研究社区提供了新的理论框架，有望加速高效电化学合成氨催化剂的开发。未来几年，这一方向的研究可能与可再生能源驱动的分布式氨生产技术形成产业级融合。 （来源：Phys.org）