山东科技大学田健EEM：原子分散的锌活性位点有效促进N₂向NH₃的电化学转化

主要观点总结

山东科技大学田健在Energy & Environmental Materials上发表了一篇题为“Atomically Dispersed Zinc Active Sites Efficiently Promote the Electrochemical Conversion of N2 to NH3”的研究型论文。该论文通过热解模板法制备了原子分散的Zn/NC NSs作为NRR催化剂，表现出高效的电化学氮还原活性，法拉第效率最高可达95.8%。通过DFT理论计算，证明了Zn/NC NSs的NRR反应使用交替途径进行，降低了*N2活化的能量势垒，从而加快NH3的生产速度。该研究对于设计低成本、高效率的非贵金属催化剂以促进N2转化为NH3具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 论文亮点

通过热解模板法制备了原子分散的Zn/NC NSs作为NRR催化剂，表现出优异的电化学活性、选择性和稳定性；法拉第效率高达95.8%。

关键观点2: 反应机理

DFT理论计算证明了Zn/NC NSs的NRR反应使用交替途径进行，Zn-N4结构可以降低形成*NNH中间体的能量势垒，有利于*N2的活化和进一步的氢化步骤。

关键观点3: 研究背景

目前氨的合成通常采用哈伯-博世法，需要在高温高压环境下进行，并产生巨大的能源消耗和二氧化碳排放。因此，研究在温和条件下合成氨的策略具有重要意义。

关键观点4: 研究方法

采用热解模板法合成原子分散的锌活性位点（Zn/NC NSs）作为氮还原催化剂，使用金属有机框架（MOF）作为热解前体，形成富含缺陷的碳基质，使金属原子扩散出去，通过增强单个原子和缺陷位点之间的电荷转移来捕获和稳定孤立的金属原子。