电化学硝酸盐还原反应（NitRR）合成氨是在环境条件下可持续合成氨的一条有效途径。由于析氢反应（HER）是其主要的竞争反应，因此，许多研究人员应用在水分解中呈惰性的材料（如铜基材料）来提高硝酸盐转化为氨的效率。近日，同济大学Wen Ming通过调节吸附在纳米镍晶界缺陷上的活性氢来促进硝酸盐合成氨。
本文要点：
1) HER活性金属（例如镍）通常被认为是不适合NitRR，然而，NitRR过程强烈依赖于水分解产生的H*，而HER活性金属如Ni可以产生大量的H*来消耗中间体。因此，如果对H*进行有效地调节，从而可以使HER活性金属成为高效的NitRR催化剂。作者开发了一种镍纳米颗粒的晶界（GB）缺陷工程策略来调节电催化NitRR活性，并实现了15.49 mmol h–1 cm–2的高NH3速率，以及法拉第效率为93.0%。
2)实验和计算模拟结果表明，GBs可以通过调节H*来显著抑制HER过程，从而有利于其在NitRR过程中的消耗，而不是形成氢气。此外，其还可以促进NO3*的吸附，从而有效加速速率决定步骤的动力学过程。
Zhou Jian et.al Regulating active hydrogen adsorbed on grain boundary defects of nano-nickel for boosting ammonia electrosynthesis from nitrate EES 2023
DOI: 10.1039/D2EE04095F
https://doi.org/10.1039/D2EE04095F
