合成氨，最新Nature！

在2022年7月22日，澳大利亚莫纳什大学Alexandr N. Simonov和Douglas R. MacFarlane（共同通讯作者）等人在Nature上发表了题为“Electroreduction of nitrogen at almost 100% current-to-ammonia efficiency”的文章（手稿版）。在文中，作者研究了电解质在该电化学锂（Li）介导的氮还原反应（lithium-mediated nitrogen reduction reaction, Li-NRR）中的作用，并提出了一种高效、稳健的工艺，该工艺通过电极-电解质界面区域中的致密离子分层实现。

该界面由高浓度酰亚胺基锂盐（LiNTf₂）电解质生成，可以实现150±20 nmol s^-1 cm^-2的稳定氨产率和接近100%的电流-氨效率（current-to-ammonia efficiency）。在电极表面形成的离子集合体抑制电解质分解，并支持稳定的N₂还原。该研究强调了Li-NRR的性能与电极-电解质界面的物理化学性质之间的相互关系。，这些发现将有助于开发一种稳健、高性能的可持续合成氨工艺。

氨（NH₃）不仅在化肥和化学工业中广泛应用，而且目前还被视为碳基燃料的潜在替代品，更是全球可再生能源运输的载体。需要将现有的化石燃料基NH₃生产技术转变为更简单、规模化生产的技术，例如电化学锂（Li）介导的氮还原反应（lithium-mediated nitrogen reduction reaction, Li-NRR），其提供了由氮气（N₂）转化为氨的一种途径，但是受限于有限的产率和效率。在环境温度下，从氮气中高效电合成氨的唯一已知现实途径是Li介导过程。该过程利用Li金属在环境条件下自发还原N₂的能力，产生氮化锂（Li₃N），而Li₃N与合适的质子载体（BH）反应生成氨，并释放Li⁺以重新启动电催化循环：

Three-Dimensional Porous Platinum-Tellurium-Rhodium Surface/Interface Achieve Remarkable Practical Fuel Cell Catalysis. Energy Environ. Sci., 2022, DOI: 10.1039/D2EE01597H.