近日，國際知名學術期刊《應用催化B:環境》（Applied Catalysis B-Environmental）以“相分離的銅銀合金界面應力誘導界面銅缺陷促進氮氣活化和電還原反應”（Phase-separated CuAg alloy interfacial stress induced Cu defects for efficient N2activation and electrocatalytic reduction）”為題，在線報道了我校化學化工學院在氮氣（N2）電合成氨（NH3）領域的最新研究成果。
氨是許多食物和肥料的重要成分，是人類生存和發展所必須的重要化學產品，同時也是一種可替代化石燃料的零碳能源載體。近百年來，發展高效節能的方法合成氨得到了科學家和社會的持續關注，諾貝爾獎也曾三次頒發給氨合成有關技術。傳統的氨合成采用Haber-Bosch工藝，該工藝不僅每年需要消耗全球2%的能源，二氧化碳的排放量也高達全球總排放的1.6%，已不符合人類社會綠色、低碳的可持續發展需求，亟需發展替代工藝路線。近年來，通過可再生電力驅動氨電合成被認為是一種綠色、低碳、低能耗的合成氨潛在替代路徑，瓶頸在于缺乏高效、穩定的電催化劑材料。
針對這一挑戰，研究團隊發展了一種相分離的銅銀合金材料，該合金結構界面應力誘導的銅缺陷構型Cu@CuAg(200)-PS，可用于高效氮氣電合成氨過程。通過理論計算結合高分辨率透射電子顯微鏡、X射線吸收近邊結構和X射線吸收精細結構等表征技術，該團隊進一步證實了具有豐富界面銅缺陷位點的相分離銅銀合金界面可以有效地激活化學惰性氮氣，從而可在常溫環境下大幅提升氨電合成性能。
該工作的第一作者為化學化工學院博士后危增曦，通訊作者為發展規劃處趙雙良教授。危增曦于2020年7月在湖南大學獲博士學位，后進入趙雙良教授課題組開展博士后研究。自入站以來，圍繞綠色、低碳重要反應過程催化劑的研制，在Advanced Materials, Nano Letter, Chemical Engineering Journal等期刊上以第一/共一身份發表論文7篇，并獲桂“博新計劃”、中國博士后面上項目、廣西青年人才基地專項等多項人才計劃及項目資助。本研究工作獲四川大學等團隊的合作支持，并得到了國家自然科學基金項目(91934302, 22178072)、中國博士后面上項目(2020M683617XB)、廣西青年人才基地專項(AD21075015, AD21220017)等項目資助。