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8月7日，香港城市大学联合香港中文大学和香港大学在《自然-通讯》（Nature Communications）发文，提出了一种螺旋位错调控的3D打印策略，制备出双尺度壳晶格超材料催化剂，利用位错诱导的应变效应提升活性与稳定性，为高效硝酸盐还原制氨提供了新方案。
电催化硝酸盐还原是同步处理污染物与合成氨的绿色技术。传统硝酸盐还原催化剂存在两大瓶颈：一是活性组分与载体的异质界面导致机械稳定性差、接触电阻高；二是反应能垒高，制约活性与选择性。研究团队将3D打印技术引入螺旋位错，同步构建宏观多孔框架与纳米级阶梯表面，有效地消除了传统的异质界面，并利用在弯曲空间中位错增殖所诱导的严重应变效应，促进硝酸盐吸附并降低反应能垒，从而增强催化剂的内在活性，最终成功制备出高效稳定的硝酸盐电催化还原催化剂。实验表明，具有高位错密度双尺度壳晶格超材料，在硝酸盐还原制氨反应中实现95.4%的法拉第效率和20.58mg/h/cm²的氨气产率，并稳定运行超500小时。团队进一步设计了三室反应器，成功生产出氯化铵肥料产品，验证了工业应用潜力。这一技术将位错工程与3D打印结合，为电催化剂的高效、稳定、可规模化制备提供了新思路，对推动硝酸盐资源化与氨绿色合成具有重要意义。
来源：网信中心供稿
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