近日，我院錢逸泰院士團隊徐立強教授課題組與江蘇科技大學蘇超教授和澳大利亞科廷大學邵宗平教授針對二維納米材料應用于電催化還原N2制NH3領域的重要新進展進行了系統性綜述，討論了該領域面臨的挑戰并進行了展望，相關研究成果以“Emerging two-dimensional nanomaterials for electrochemical nitrogenreduction”為題，在國際著名化學頂級綜述雜志Chem. Soc. Rev.（Chem. Soc. Rev. 2021, DOI: 10.1039/D1CS00120E；IF: 54.564）上在線發表。新葡的京集團350vip8888博士后逄穎平為第一作者，山東大學為第一通訊單位。
氨（NH3）不僅是維持機體功能必不可少的化學物質，而且其可作為氮肥原料用于現代農業。當前工業界普遍采用Haber-Bosch工藝用于NH3生產，每年消耗全球約1%的天然氣，占全球1%的能源消耗，而它每年CO2排放量約占全球1%。如此巨大的能源消耗和環境問題促使我們尋找一條清潔、可持續和綠色的N2固定途徑。鑒于此，電催化還原氮氣（N2）轉化為有價值的NH3作為替代方案，為傳統Haber-Bosch工藝之外提供了一條新的策略。其中，優異選擇性、活性和穩定性的高效電催化劑是電化學氮氣還原反應（NRR）研究的重點。
二維（2D）納米材料具有豐富的表面活性位點、高的比表面積，良好的導電性、可構筑的表面缺陷和易于調節的電子特性等特點，有利于吸附和活化N2，可實現可持續的NRR。因此，文中重點介紹了NRR反應中所遵循的基本原則和擬實現的關鍵指標?；贜RR的基本原理，討論了高效二維NRR電催化劑的構筑方法（原子摻雜、缺陷構筑和界面工程）。此外，文中綜述了最新的2D納米電催化劑在電化學還原N2制備NH3領域的研究進展，旨在提供一個關于二維電催化劑結構-NRR性能“構效”關系的全面認識。最后總結了電催化NRR面臨的機遇、挑戰以及其未來發展趨勢的展望。
近年來，徐立強教授課題組在新型微納結構電極材料的設計及其在二次電池和電催化等能源存儲和轉換領域的應用方面開展了一系列系統性研究工作，在電極/電催化材料的新穎合成方法、表界面調控、機理分析和構效關系探索等方面，取得了系列創新性研究成果。2021年，部分相關研究工作發表在國際著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.2021, （1）；Nano Today2021,（1; IF:20.722）；Small,2021,（1）；Nano Res.2021, （3）；J. Mater. Chem. A,2021, （2）；Nanoscale, 2021, （1）。
上述系列研究工作得到了國家自然科學基金面上項目、山東省自然科學基金面上項目、山東大學交叉學科基金的資助，以及山東大學結構成分與物性測量平臺的大力支持。
論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d1cs00120e
