氨（NH?）作為農業、工業和能源領域的重要原料，其傳統合成依賴高能耗、高碳排放的哈伯-博世工藝（400–500°C，200–300 atm）。電催化氮還原反應（NRR）可在常溫常壓下利用可再生能源合成氨，但面臨兩大挑戰：氮氣（N?）分子解離動力學緩慢，以及析氫反應（HER）的激烈競爭，導致法拉第效率（FE）和氨產率長期偏低。開發高效NRR催化劑是解決這些問題的關鍵，而單原子催化劑（SAC）因明確的活性位點和最大化金屬利用率被視為理想候選，但其單原子金屬密度提升和配位結構精準調控仍存在技術瓶頸。
江南大學劉天西教授、張龍生副教授和中國科學技術大學謝毅院士合作，成功設計出高金屬密度的共軛配位聚合物（CCP）催化劑，通過精確調控單原子鎳（Ni）的局部配位環境，顯著提升氮還原性能。該研究以鎳為中心金屬，分別構建了NiN?（Ni-BTA）和NiO?（Ni-THB）配位結構的CCP催化劑。實驗與理論計算表明，Ni-BTA因Ni3d能帶中心上移，可高效促進N?吸附/解離，實現56.3%的法拉第效率和37.3μg mg-1h-1的氨產率，性能遠超Ni-THB及多數已報道SAC催化劑。
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