近日，材料工程学院电催化及新能源材料研究中心联合厦门大学梁汉锋副教授、吉林师范大学姚芬博士和台湾同步辐射光源林彦谷研究员在《Nature Communications》上发表题为“Reverse Hydrogen Spillover Accelerates Electrocatalytic Nitrate Reduction to Ammonia on Ru/WO3-x in Acidic Media”的研究论文。我院青年教师朱维杰博士为第一作者，我校为第一完成单位。
将硝酸盐废液定向还原合成氨，是传统Haber-Bosch法制氨的重要补充方式，目前已成为催化研究的热点之一。该研究以氧缺陷型三氧化钨（WO3-x）作为储氢与传氢媒介，巧妙构建了反向氢溢流通道，显著提升了钌（Ru）活性位点硝酸盐电还原制氨性能。机制探究方面，通过氘同位素标记结合差分电化学质谱技术，成功捕获了反应过程中的关键氘代中间体及产物，证实了反向氢溢流加氢机制的可行性；催化性能方面，Ru/WO3-x催化剂在500 mA cm-2的工业级电流密度下，相对于可逆氢电极的工作电位达到0.026 V，且合成氨法拉第效率达到94.09%；器件应用方面，构建的硫化物-硝酸盐液流电池展现出了43.4 mW cm-2的峰值放电功率密度。该工作提出的分离式电吸附策略，为硝酸盐废液净化与高值转化提供了高效可行的解决方案，也为其他电加氢体系的材料设计提供了借鉴思路。
朱维杰，2018年本科毕业于我校，2024年博士毕业于厦门大学，现为我校材料工程学院副教授，长期致力于电催化与电合成领域研究，目前已在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition、Energy & Environmental Science等国际高水平期刊发表10余篇学术论文，主持江苏省自然科学基金青年项目和江苏省高等学校基础科学（自然科学）研究面上项目。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-69335-x
