近日，国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心余永志博士以第一作者身份在国际材料领域内顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子19.0）上发表题为“Atomically Ordered RuGa Intermetallic Electrocatalyst Enables High-Efficiency Nitrate-to-Ammonia Conversion”（原子有序RuGa金属间化合物电催化剂实现高效硝酸盐制氨）的学术论文。南方科技大学吴振禹教授、日本东北大学李昊教授、温州大学许杰教授为论文通讯作者。

目前，人工合成氨主要依赖哈伯-博施法（Haber-Bosch process），每年消耗全球约1%–2%的能源供应，造成了约1%–2%全球二氧化碳排放量，面临严峻的节能减排压力。近年来，电催化硝酸盐还原合成氨技术作为一种新兴的绿色合成途径受到广泛关注，但存在反应动力学缓慢、产物选择性不理想，特别是容易发生竞争性的析氢反应，这成为实现高效氨合成的关键挑战。

图1 RuGa IMC/C电催化剂在硝酸盐还原制氨中的应用

本研究开发了一种碳负载的原子有序钌-镓金属间化合物（RuGa IMC/C）催化剂，它在硝酸盐电还原合成氨（NO₃RR）反应中表现出优异的电催化性能。在低硝酸盐浓度（2000 ppm）和超低电位（−0.05 V）条件下，该催化剂实现了97.03%的氨法拉第效率，同时获得31.73 mg h⁻¹ mg_Ru⁻¹的氨产率和40.94%的半电池能量效率，最大功率密度达到52.74 mW cm⁻²，并在300小时以上连续运行中保持稳定，体现了其在耦合储能与绿色合成方面的实用前景。

图2 RuGa IMC/C的合成过程及其微观结构表征

图3 RuGa IMC/C基锌-硝酸根电池性能测试