在环境条件下，通过电催化将亚硝酸根（NO₂⁻）还原为氨（NH₃）（NO₂⁻还原反应，NO₂RR）是一种可靠的方法，既能消除NO₂⁻污染物，又能同时生成高价值的NH₃。
然而，NO₂RR涉及多步电子转移和复杂的中间体，这使得实现高NH₃选择性成为一个重大挑战。
基于此，2025年3月18日，南开大学袁忠勇等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《*H Species Regulation of Heterostructured Cu2O/NiO Nanoflowers Boosting Tandem Nitrite Reduction for High-Efficiency Ammonia Production》的研究论文。
在此研究中，作者探索了具有异质结构的Cu₂O/NiO纳米花，将其作为高效的NO₂RR催化剂，整合双活性位点的优势。
结合理论计算和原位FTIR/EPR光谱分析，揭示了Cu₂O和NiO的协同效应，通过串联催化路径促进了Cu₂O/NiO异质结构电催化剂的NO₂RR动力学。
在该路径中，Cu₂O激活了NO₂⁻的初始吸附和脱氧过程，以增强NO的生成，而生成的NO随后转移到富含活性氢的NiO基底上进行NH₃转化。
此外，异质结构的形成增强了H的保留能力，促进了NO₂RR中消耗的H，并抑制了*H物种之间的结合。
因此，Cu₂O/NiO在液流池中展现出卓越的NH₃产率（128.2 mg h⁻¹ cm⁻²）和97.1%的法拉第效率，且在高电流密度（-1.25 A cm⁻²）下表现优异。
此外，这种设计的串联系统被证明适用于其他电化学NH₃生产反应，包括NO₃⁻还原反应。
*H Species Regulation of Heterostructured Cu2O/NiO Nanoflowers Boosting Tandem Nitrite Reduction for High-Efficiency Ammonia Production,Adv. Funct. Mater.2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202425687
