相较于惰性N≡N化学键，硝酸根中N=O键强稍弱，加氢还原能垒低，因此有望以广泛存在的硝酸盐为原料高效电催化合成氨。我室学术带头人张礼知教授团队与香港中文大学Jimmy C. Yu教授合作，设计了一种次表面氧掺杂诱导的应变钌纳米团簇作为电还原硝酸盐合成氨催化剂。该应变钌纳米团簇通过提高氢-氢耦合势垒有效地抑制了HER副反应，促进了氢自由基的形成，加速了硝酸盐还原势垒限速步的中间体加氢过程，实现了近乎100%的氨选择性和高于Haber-Bosch工艺的合成氨速率（图2）。相关结果于3月30日发表在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上（doi:10.1021/jacs.0c00418）。