氨（NH₃）在农业和工业生产中具有重要作用，其工业合成依赖哈伯-博施工艺（Haber-Bosch process）。该工艺需要在高温高压的条件下运行，不仅消耗大量的化石能源，而且伴随着大量的CO₂排放。工业烟气中的一氧化氮（NO）作为主要的大气污染物，现有的处理技术难以兼顾高效去除与资源化利用。因此，利用清洁电能将NO还原为NH₃，既可以实现污染物治理又能合成高附加值产物。不过烟气中的氮氧化物的浓度较低，且不可避免与N₂、CO₂和CO等气体共存。为了促进NO产NH₃的工业化应用，因此有必要研究不同气体组分对电催化NO还原的影响，从而进一步提高NO电还原产NH₃的速率和选择性。

近日，南京大学朱文磊教授团队基于八面体氧化亚铜（o-Cu₂O）制备的氧化物衍生铜（OD-Cu）催化剂，系统研究了不同气体组分对电催化NO还原的影响，发现相比与Ar，N₂和CO的条件下，CO₂可显著增强NO电化学还原为NH₃的性能。

实验数据表明，在含10% NO的CO₂反应气氛中，NO电还原生成NH₃的法拉第效率于20–250 mA 

cm^-2宽域电流密度下稳定维持在80%左右。当电流密度提升至250 mA cm^-2时，NH₃产率达到1403.9 μmol cm^-2 h^-1，相较于无CO₂的条件提升3.71倍，性能指标显著超越现有文献报道值。值得注意的是，即使在仅含1% NO的低浓度条件下，该催化体系在20 mA cm^-2电流密度时仍能实现70.11%的法拉第效率峰值。

通过原位表征与理论计算，揭示了NO与CO₂协同催化机制：CO₂还原生成的*CO和*COOH中间体，分别通过从*NO中夺取O原子加速脱氧过程，以及向*N持续供给H原子促进加氢过程，从而协同促进NO高效转化为NH₃。

该研究不仅揭示了实际烟气组分对电催化NO还原的作用机理，更创新性地提出了基于CO₂辅助NO高效合成NH₃的新策略，同时为多气体组分耦合电催化体系的精准设计奠定了理论基础。

Mechanistic Insights into the CO₂-Assisted NO Electrochemical Deoxygenation and Hydrogenation

Pan Li Yi Liu, Liangyiqun Xie, Guangtao Wang, Xuanzhao Lu, Jian Li, Xuanhao Wu, Yujing Jiang, Wenlei Zhu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504499