Sr3FeCoO6.72/TiO2异质结电催化剂：界面电荷转移机制助力高效电化学合成氨

为解决传统Haber–Bosch工艺高能耗、高碳排放问题，研究人员开发了羟基化Sr3FeCoO6.72（ESFC）与TiO2复合电催化剂。通过构建ESFC-TiO2界面促进电荷转移，优化后的TESFC10在-0.3 V vs RHE条件下实现12.8 μg h-1 mgcat-1的NH3产率和1.1%的法拉第效率，为可再生能源驱动的环境友好型合成氨提供了新策略。

　　

在能源转型背景下，这项研究巧妙设计了一种层状钙钛矿Sr₃FeCoO_6.72（SFC）基电催化剂。通过超声剥离技术实现表面羟基化（ESFC），同步引入氧空位和─OH基团，显著提升氮分子（N₂）吸附能力。研究团队创新性地将TiO₂半导体与ESFC复合，发现10wt%负载量（TESFC10）的样品在0.1 M HCl电解液中展现出最佳性能。

机理研究表明，TiO₂的引入不仅增加了活性位点暴露，更重要的是建立了快速的界面电荷转移通道。这种协同作用有效抑制了析氢副反应（HER），使氮还原反应（NRR）选择性提升。原位表征证实，催化剂表面的氧空位作为"电子陷阱"促进N≡N三键活化，而─OH基团则参与质子-电子协同传递过程。

该工作为开发非贵金属NRR催化剂提供了新思路，通过精确调控钙钛矿-半导体异质结的电子结构，实现了温和条件下1.1%的法拉第效率。这种"氧空位-界面电荷"双调控策略，对未来设计高效人工固氮体系具有重要指导意义。