一个国际研究团队开发出一种新型电催化剂，能够在温和条件下将水体中的硝酸盐污染物转化为氨。这项研究为降低氨生产过程中的能耗与排放提供了新的技术路径，研究成果已发表于《先进功能材料》期刊。

该电催化剂由原子级有序排列的钌镓金属间化合物构成，负载于碳材料上。其独特结构将单个钌原子精确固定在镓原子形成的晶格环境中，从而高效引导硝酸盐转化为氨的反应路径。东北大学先进材料研究所特聘教授郝力表示：“我们的新型催化剂有两个主要优点：首先，它可以减少与化肥和化学品制造相关的排放;其次，它可以让我们有效地回收硝酸盐，否则硝酸盐会污染我们的水。”

研究显示，即使在低浓度硝酸盐条件下，该电催化剂仍能在较低电压下保持高活性和高选择性，并表现出稳定的长期运行性能。计算模拟表明，镒的引入改变了钌的电子特性，优化了含氮中间体的吸附行为，同时抑制了析氢副反应。

该材料在硝酸锌电池体系中进行了验证，系统实现了数百小时的持续发电与运行，显示出其在化学合成与能源转换领域的应用潜力。研究人员指出，这项工作为设计具有可控原子排列的电催化剂提供了新思路。

郝力教授补充道：“我们希望将一种广泛存在的污染物转化为一种有价值的产品，并为设计利用可控原子排列的未来催化剂提供指导。”研究团队下一步计划将理论模型与机器学习工具结合，以加速开发用于绿色化学合成的下一代电催化剂。

更多信息： Yong‐Zhi Yu 等人，《原子有序的 RuGa 金属间电催化剂实现高效硝酸盐制氨》，《先进功能材料》(2025)。