常壓電化學氨（NH₃）合成是一種很有前途的替代能源密集型Haber-Bosch路線的方法。然而，電化學合成氨的安培電流密度或克級氨產率的工業需求仍然是一個巨大的挑戰。

基于此，吉林大學鄢俊敏教授，石苗苗，中國科學院長春應用化學研究所鐘海霞研究員（共同通訊作者）等人報道了在雙極膜（BPM）組裝電解槽中使用Cu活化Co電極，通過NO₂^–還原高速率生產NH₃，其中BPM維持離子平衡和電解質的液位。

理論計算表明，Cu優化了NO₂^–的吸附行為，并促進了Co位點上的氫化步驟，使NO₂^–快速還原。投影態密度（PDOS）圖表明，Co在費米能級附近有較多的電子態，表明*NO₂在其表面有較強的化學吸附。Cu原子的引入使d帶中心左移，削弱了NO₂^–在Co位點上的吸附，這有利于后續的加氫步驟。

本文進一步計算了NO₂^–RR的吉布斯自由能（ΔG）分布。對于Co來說，電位決定步驟（PDS）是*NH到*NH₂，其?G為2.84 eV，這是由于*H在Co原子上的強吸附限制了*NH的后續加氫，從而削弱了NO₂^–RR的性能。

Cu的引入調節了Co位點的強吸附能，使PDS轉變為由*NO到*NOH，CuCo和CuCo₃O₄的?G_PDS分別為0.15和2.14 eV。在Cu摻雜后，相鄰的Co原子仍然能夠吸附足夠的*H，為N物種的有效加氫過程提供支持，并提高整體的電化學活性。

Gram-level NH₃ Electrosynthesis via NO_x reduction on Cu Activated Co Electrode. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202315238.

https://doi.org/10.1002/anie.202315238.