近日，江苏科技大学能源与动力学院苏超教授以第一通讯作者，在国际顶级综述期刊Chemical Society Reviews（中科院1区，TOP期刊，影响因子54.564）上合作发表题为“Emerging two-dimensional nanomaterials for electrochemical nitrogen reduction”的文章。文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d1cs00120e#!。山东大学徐立强教授和澳大利亚科廷大学邵宗平教授为共同通讯作者。
氨（NH3）不仅可以作为维持机体功能必不可少的化学物质，还可以将其作为氮肥原料用于现代农业。目前，工业界普遍采用Haber-Bosch工艺用于NH3生产，每年消耗全球~1%的天然气，占全球1%的能源消耗量，每年二氧化碳（CO2）排放量占全球~1%。如此巨大的能源消耗，及其带来的环境问题，促使我们必须要寻找一条清洁的、可持续的和绿色的合成NH3固定途径。鉴于此，将氮气（N2）电还原转化为NH3，成为除传统Haber-Bosch工艺之外，一项新的策略。而开发具有优异的选择性、活性和稳定性的电催化剂则是电化学氮气还原反应（NRR）研究的重点。二维纳米材料具有诸多特点，例如：表面活性位多、比表面积大、导电性高、表面缺陷丰富，以及电子特性易于调节等等。因此，二维纳米材料极易吸附和活化N2，可以实现持续的NRR。
基于此，该综述针对应用于电催化N2还原合成NH3的二维纳米材料的最新进展进行了系统性介绍。重点介绍了NRR的基本原则和关键指标。并基于NRR的基本原理，讨论了高效的二维NRR电催化剂的构筑方法（包括原子掺杂、缺陷构筑和界面工程）。此外，还介绍了最新的二维纳米电催化剂在电化学NRR中的研究进展，旨在全面认识二维电催化剂的结构与NRR性能之间的“构效”关系。最后，提出了电催化NRR面临的机遇、挑战以及未来发展趋势。
图1. 二维（2D）纳米材料电催化N2还原合成NH3.
苏超教授2012年博士毕业于南京工业大学化学化工学院，师从邵宗平教授，随后在澳大利亚科廷大学从事博士后研究工作。其是澳大利亚Australian Research Council (ARC) Discovery Early Career Researcher Award（DECRA）的获得者。现为江苏科技大学能源与动力学院教授。长期从事应用于电化学能量转换与储存技术的功能性材料的研发。研究领域包括燃料电池、金属-空气电池、电解水等。至今在国际学术期刊上已发表学术论文70篇，被引用近3400次，h因子30（Web of Science）。