硝酸盐电还原反应（NO₃^–RR）合成氨作为一种新兴的可持续绿氨制备路径，近年来备受关注。然而，其复杂的多步反应机制及与析氢反应（HER）的激烈竞争，导致反应效率与选择性难以兼顾。此外，从技术经济性角度考量，亟需开发成本更低、活性更高的电催化剂材料。

电化学重构NiFe-LDH实现高效氨电合成与无膜双极氨电合成体系构建

为解决上述挑战，中国科学院福建物质结构研究所韩丽丽团队提出了一种基于“电化学重构–氧空位簇协同”的新型活性位点构筑策略。以原位自腐蚀制备的低成本NiFe层状双金属氢氧化物（NiFe-LDH）为前驱体，通过阴极电化学表面重构实现去羟基化，选择性地在Ni位点周围可控生成氧空位（O_v）簇，构建出低价Ni与O_v簇协同的界面结构。该设计显著增强了NO₃^–的吸附与活化，同时抑制析氢副反应，使活性氢（*H）更倾向于参与NO₃^–的逐步加氢过程，从而提升合成氨的选择性。

电化学测试结果表明，重构后的NiFe-LDH-R在10–500 mM硝酸盐浓度范围内及宽电位范围内均表现出优异的还原转化产氨性能：氨法拉第效率达88.5%至95%，最高电流密度为–1.46 A·cm^–2，产氨速率达104.1 mg·h^–1·cm^–2。原位光谱分析进一步揭示，该催化剂加氢动力学显著增强，并倾向于热力学更优的NOH反应路径。理论计算表明，O_v簇/Fe与低价Ni位点协同作用：前者强化NO₃^–吸附与活化，后者提供定向*H供给，从而整体降低反应能垒并加速反应动力学。

此外，本研究首次构建了一种新型的无膜双极氨电合成体系，可实现超越100%的氨法拉第效率（112.8%），并成功将氨进一步增值转化为具有克级产量的乌洛托品化学品。该工作充分彰显了电化学重构在催化剂结构革新中的巨大潜力，并为高能效电化学合成氨及其增值转化开辟了新路径。

无膜双极氨电合成概念验证及克级乌洛托品增值转化合成技术路线

相关成果以“Ampere-Level Membrane-Free Bipolar Ammonia Electrosynthesis with Faradaic Efficiency Exceeding 100% on A Surface-Reconstructed NiFe-Hydroxide”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，中国科学院福建物质结构研究所联培博士后蔡毅猛和联培硕士生李杨华为论文共同第一作者，韩丽丽研究员、张林杰副研究员及天津大学毛晶教授为论文共同通讯作者。

文章链接： https://doi.org/10.1002/anie.202521629

课题组网站：http://www.fjirsm.ac.cn/hanlili/

（韩丽丽课题组供稿）