基于反铁电SnO2网络与无序表面协同调控的高效电催化固氮新策略

电催化氮还原反应(NRR)面临N2吸附能力不足的核心瓶颈。研究人员通过构建具有反铁电特性的三维多孔SnO2网络，利用偶极-偶极相互作用增强N2吸附活化，同时无序表面提供丰富活性位点，最终实现57.38 μg h?1mg?1cat的NH3产率和33.26%的法拉第效率(FE)，为可持续氮循环提供了新范式。

　　

这项突破性研究巧妙利用二氧化锡(SnO₂)的反铁电特性，在原子尺度构建了定向电场网络。就像磁铁吸引铁屑般，材料中的偶极子阵列能强力捕获惰性的氮气(N₂)分子。研究人员更通过"蜂窝状"三维多孔结构和表面非晶化处理，使催化剂像布满凹坑的海绵，将活性位点暴露率提升到极致。

理论计算与实验共同揭示：这种"电场捕获+表面陷阱"的双重机制，使N≡N三键的裂解能垒显著降低。最终材料在常温常压的水相体系中，展现出媲美生物固氮酶的效率——每小时每毫克催化剂可生产57.38微克氨(NH₃)，电子利用率高达33.26%。该设计不仅为绿色合成氨开辟新路径，更启示了气体分子活化催化剂的通用设计原则。