近日，公司先进能源转化材料与器件研究团队在国际著名学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）在线发表了以“Boron-Induced d-sp Orbital Hybridization Tailors Ruthenium Electronic Structure for Efficient Nitrate Electroreduction”（硼诱导d-sp轨道杂化调控钌电子结构实现高效硝酸盐电还原）为题的研究论文。

  氨作为一种重要的基础化学品，传统工业上依赖能耗高、污染大的Haber-Bosch法生产。由可再生能源驱动硝酸盐还原反应（NO₃RR）进行电化学固氮，为在温和条件下生产氨提供了一条可持续途径。先进能源转化材料与器件研究团队设计并合成了一种硼掺杂钌的Ru-B合金。理论计算揭示，硼相比于其他几种轻元素，更容易掺入钌晶格中，并且钌和硼之间的d–sp轨道杂化显著调控了钌表面的配位环境和电子结构，降低了NO₃RR中速控步骤的反应能垒。基于理论预测，研究团队通过简单的还原方法成功合成了Ru–B合金，该催化剂在0.01 V电位下实现高达99.1%的法拉第效率和在-0.04 V电位下13.10 mg h^-1 mg_cat^-1的氨产率。该工作通过理论指导设计合成Ru-B合金催化剂，在温和条件下实现了高效电化学合成氨，为轻元素掺杂策略提高过渡金属电催化反应活性提供了理论支持。

图. Ru-B合金的物理表征

  文章第一作者为公司硕士研究生孟迎迎，公司陈煜教授和艾轩博士为共同通讯作者，公司为第一署名单位。该研究得到了英国365集团公司官网青年拔尖人才托举计划、西安市科协青年人才托举计划、国家自然科学基金、陕西省科技创新团队、三秦英才特殊支持计划科技创新领军人才和陕西省三秦学者创新团队等项目支持。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202519968 

撰稿：艾轩 审核：刘治科