为了通过电化学氮还原反应（NRR）实现有效的氨合成，合格的催化剂必须具有高比活性和大的活性表面积。然而，由于难以平衡多种反应中间体，将这两种优点整合到一种材料中仍然是一个很大的挑战。

有鉴于此，北京化工大学的黄世萍教授与美国波多黎各大学陈中方教授、南京理工大学的张胜利教授等人，证明了MXenes的硼类似物，即“MBenes”，能够应对这一挑战，可以实现二维基面的氮气吸附和活化，同时兼具有优异的催化选择性。

本文要点

1）使用密度泛函理论计算了16种MBenes，发现七种MBenes（CrB，MoB，WB，Mo2B，V3B4，CrMnB2和CrFeB2）不仅具有NRR的固有基面活性，极限电位范围为- 0.22至-0.82 V，但还具有抑制竞争性析氢反应的出色能力。

2）特别是，与表面氧化可能会阻断活性位点的MXenes不同，这些MBenes一旦被氧化，可以通过自活化过程催化NRR，在反应条件下将O*/OH *还原为H₂O*，并有利于N₂电还原。

3）结果，优异的活性和选择性，高活性面积（≈1019m^-2）和抗氧化特性使这些MBenes成为生产NH₃的pH通用催化剂，而不会引入任何掺杂剂和缺陷。

参考文献：

Xiangyu Guo et al. Establishing a Theoretical Landscape for Identifying Basal Plane Active 2D Metal Borides (MBenes) toward Nitrogen Electroreduction. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202008056

https://doi.org/10.1002/adfm.202008056