传统的Haber-Bosch催化反应过程需要在200 bar和500 ℃条件中进行N₂还原制备NH₃，在室温常压条件中通过固氮酶、含Li的固体电解质能够将N₂转化为NH₃，有鉴于此，丹麦哥本哈根大学Alexander Bagger等报道在温和反应条件中实现N₂还原反应的机会。作者基于*N₂结合能相对于*H结合能描述N₂还原反应，发现在标准反应过程中没有催化剂能够实现在不生成H₂的条件中进行*N₂的结合和还原。作者提出了类似CO₂的选择性还原，N₂同样有望能够实现选择性还原，但是这种本征选择性更加难以实现。只有通过调控反应过程，实现类似固氮酶类似过程；或者通过调控化学势，实现类似Haber-Bosch、基于Li介导过程，才能在温和条件进行N₂还原。

本文要点：

（1）

作者从CO₂还原反应过程中的关键性挑战出发，即选择性的对CO₂还原，避免HER反应。通过考察*CO、*N₂、*H三种还原反应中间体，作者对还原反应的临界条件进行区分。

（2）

通过对大量各种不同催化剂上进行*N₂、*H区分，发现在温和条件溶液相中进行选择性N₂还原反应非常困难，甚至是对于固氮酶而言。合适的催化剂需要符合多项要求中的一种：合适的N₂、温度化学势（Haber-Bosch过程）；合适电质子化学势（Li介导催化反应过程）；协同N₂吸附、脱附反应（固氮酶）；质子分步传输能力（固氮酶）。

参考文献

Alexander Bagger*, Hao Wan, Ifan E. L. Stephens, and Jan Rossmeisl, Role of Catalyst in Controlling N₂ Reduction Selectivity: A Unified View of Nitrogenase and Solid Electrodes, ACS Catal. 2021, 11, 6596–6601

DOI: 10.1021/acscatal.1c01128

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01128