综述：双功能氢选择性催化还原（H2-SCR）：实现NOx还原与氨合成的协同作用

（编辑推荐）本综述系统阐述了氢选择性催化还原（H2-SCR）技术如何通过催化路径实现NOx高效减排与绿色氨（NH3）合成的双重功能，突破传统哈伯-博施（Haber-Bosch）工艺的高能耗瓶颈，为碳中和目标下氮循环管理提供创新解决方案。

　　

Advances in SCR mechanisms: moving toward H₂-SCR
传统NH₃-SCR技术虽成熟却面临氨逃逸、低温失活等挑战，而H₂-SCR凭借H₂的弱H-H键特性（键能仅436 kJ/mol）展现出更优的电子供给能力。研究表明，在富氧条件下，H₂可将NO_x在<200°C低温高效还原为N₂，同时规避尿素水解系统的复杂性。值得注意的是，Pt/TiO₂催化剂在175°C时NO_x转化率可达90%，且副产物N₂O生成量低于5%。

Synergistic role of NO₂ in NO_x reduction
NO₂因其更高氧化态在H₂-SCR中扮演关键角色。实验证实，Pd/TiO₂催化剂上NO₂还原速率比NO快3倍，这归因于NO₂的π*反键轨道更易接受电子。当NO/NO₂=1时，"快速SCR"路径使反应活化能降低40%，而CeO₂修饰的催化剂可通过可逆Ce³⁺/Ce⁴⁺循环促进NO氧化为NO₂。

Catalyst innovations for H₂-SCR and dual-function applications
贵金属（Pt、Pd）与过渡金属（Fe、Cu）复合催化剂展现协同效应：Fe/SSZ-13分子筛在250°C时既能实现98% NO_x转化，又可定向生成NH₃（选择性达65%）。Ru基催化剂通过形成Ru-NH_x中间体，将NO_x还原与NH₃合成耦合。钙钛矿型LaCoO₃因氧空位可调性，在循环稳定性测试中性能衰减<5%。

Conclusion and outlooks
H₂-SCR技术通过"以废治废"策略，将燃煤电厂NO_x转化为农业用NH₃，但需优化H₂/O₂比例防止过度还原。未来研究应聚焦于：（1）开发抗硫中毒的核壳结构催化剂；（2）耦合质子交换膜电解槽实现可再生能源驱动；（3）建立NH₃原位捕集系统。该技术有望使每吨NH₃生产的碳排放降低2.8吨，助力"双碳"目标实现。