现有关于非贵金属电催化硝酸根还原反应的综述文献大多聚焦于铁基与铜基电极材料，针对钴基催化剂的系统性评述仍然较为匮乏。本文系统综述了钴基催化剂用于硝酸根电还原制氨（NO₃RR）领域的最新研究突破。综述涵盖单质钴、钴合金、钴氧化物、硫化物、磷化物，以及金属有机框架（MOFs）及其衍生材料。文中全面总结了各类催化剂的法拉第效率、氨产率与稳定性等性能指标，并着重分析了设计原则和内在构效关系。
本文旨在为钴基电催化剂的结构优化设计提供参考依据，以期提升硝酸根电还原制氨的整体反应效率。尽管该领域已取得诸多进展，但钴基催化剂从实验室研究走向规模化产业化仍面临诸多难题。主要瓶颈包括析氢副反应难以抑制、催化路径难以精准调控，以及催化剂长期运行稳定性不足。后续研究应重点围绕以下核心方向开展：构筑新型催化剂结构，开发先进的催化剂结构，在原子尺度上调控电子性质并设计多重活性位点以精确控制反应路径；加强原位表征方法与计算模拟的耦合，以揭示真实反应位点和钴位点的动态重构规律；以及开发高效集成反应器，实现氨的连续合成与分离纯化。在上述关键方向取得突破，是推动高性能钴基硝酸根还原催化剂走向工业化应用的前提与保障。
文章信息
Environmental Surfaces and Interfaces
Recent progress on cobalt-based electrocatalysts for nitrate reduction to ammonia
Li Zhao, Min Zhou, Liwei Liu, Bing Song, Song Yang, Hu Li
Environmental Surfaces and Interfaces Volume 4, December 2026, Pages 364-382
https://doi.org/10.1016/j.esi.2026.05.002
期刊简介
Environmental Surfaces and Interfaces
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主编：敖志敏 教授
北京师范大学珠海校区
研究领域：环境污染控制表界面过程、环境理论化学、持久性/挥发性有机污染物、环境催化剂开发、催化机理研究、过硫酸盐基高级氧化过程、光催化
主编：王少彬 教授
The University of Adelaide, Australia
研究领域：新型纳米材料开发、环境催化、二氧化碳储存与转化以及太阳能利用等
期刊刊载主题（包括但不限于）：
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Nanobubble technology
Electro-chemistry
Bio interface in environmental-related processes
Colloid and interface chemistry
Surface adsorption and desorption
The interface process in engineered membrane and biological film
Theoretical calculation of surface/interface science
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