电化学硝酸盐还原（NO₃RR）技术因其“一石二鸟”的绿色潜力引发学界广泛关注。作为替代传统哈伯-博施工艺的创新路径，该技术可在常温常压条件下，同步实现废水脱氮处理与高附加值氨（NH3）的合成，为“双碳”目标下的化工行业提供了双赢的解决方案。尽管NO3RR技术前景广阔，但其实际应用仍面临三大核心挑战：催化活性不足、产物选择性差以及析氢反应（HER）等竞争反应的干扰。
面对这些挑战，研究者们将目光投向了铜基催化剂。凭借其独特的电子构型、低廉的成本与优异的催化活性，成为NO3RR技术的研究重点。基于此研究团队系统梳理了四种关键性能优化策略：通过电子结构调控精准优化催化活性位点；利用单/双原子工程提升反应选择性；设计串联/协同电催化体系抑制副反应；通过表界面工程增强催化剂稳定性与传质效率。这些策略为开发高效、稳定的非贵金属电催化剂提供了理论框架与实践指导。
论文进一步强调，NO₃RR技术的突破不仅为绿色合成氨提供了新思路，更在CO2还原（CO2RR）、析氧反应（ORR）等电化学系统中展现出跨学科应用潜力。未来，随着催化剂设计与反应机制的深入研究，NO3RR有望成为连接水处理、绿色化工与清洁能源的关键技术节点，推动“双碳”目标下的多领域协同减排。
该工作得到了国家自然科学基金((No. 22578302, U22A20418)的支持，论文通讯作者为李晋平教授、刘光教授，2024级博士生宋芋茹为论文第一作者。论文信息：Yuru Song a, Tan Zhang a, b, Zhikai Che a, Jinping Li a, b, Guang Liu a. Research progress on performance regulation strategies for copper-based nitrate reduction catalysts for ammonia synthesis. Chemical Engineering Journal 533 (2026) 174589, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2025.139942.
