电催化还原硝酸盐制备氨能够在温和反应条件进行，满足清洁能源的需求，因此受到人们的广泛关注，但是由于缺乏稳定的大电流密度离子交换膜，因此大多数电催化反应技术存在产率低和持续时间短的不足。

有鉴于此，清华大学王保国（Baoguo Wang）等报道发展了一种双极膜材料用于还原硝酸盐，这种双极膜材料能够实现离子平衡，通过构成三维物理互锁界面实现更多的水解离位点。

本文要点

（1）

这种设计的双极膜材料比传统的膜相比具有更高的离子传输能力和界面稳定性，而且达到1000 mA cm^-2电流密度的电池电压仅为1.13 V。通过Co三维纳米阵列电极和大电流密度和降低需要的低浓度，实现了连续高效率的双极膜制氨反应器。

（2）

在1000 mA cm^-2稳定的100 h，法拉第效率达到86.2 %，当使用2000 ppm NO₃^-碱性电解质进行电催化，最高产率达到68.4 mg h^-1 cm^-2。这项研究有助于发展氮循环技术。

参考文献

Ziang Xu, Lei Wan, Yiwen Liao, Maobin Pang, Qin Xu, Peican Wang & Baoguo Wang, Continuous ammonia electrosynthesis using physically interlocked bipolar membrane at 1000 mA cm⁻². Nat Commun 14, 1619 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-37273-7

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37273-7