铜（Cu）基催化剂已被广泛用于电化学硝酸盐还原反应（NO₃⁻RR）以生产氨（NH₃），但其工业应用受到其不理想的NH₃产率和长期稳定性不足的限制。
基于此，2025年3月12日，内蒙古大学许轩、刘宝仓、张军等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Stabilization of Electron-Deficient Cu1δ+ Species by Cl–Doped CeO2 Constructed via Electrochemical Reconstruction for Electroreduction of Nitrate to Ammonia Over 2500 Hours》的研究论文。
在此，作者构建了一种新型催化剂，通过电化学重构Cu₁/CeOCl@C，制备了锚定在富含氧空位（Ov）的分级多孔氯掺杂CeO₂基质上并被碳复合的电子缺陷单铜原子（Cu₁^δ⁺，1<δ<2）催化剂（Cu₁/Cl–CeO₂@C），用于高效的NO₃⁻RR制NH₃反应。
优化后的Cu₁/Cl–CeO₂@C表现出9.528 ± 0.174 mgNH₃ h⁻¹ cm⁻²的高NH₃产率、98.8 ± 2.13%的高法拉第效率（FE）以及在-0.5 V长达58小时的卓越循环稳定性。
令人印象深刻的是，该催化剂在-300 mA cm⁻²下可维持>95%的高NH₃法拉第效率长达2500小时，实现了20克规模的NH₃生产（20.277克）。
实验研究与理论计算相结合表明，通过氯掺杂和Ce³⁺/Ov与Cu₁^δ⁺物种之间的电子相互作用，可以调节并稳定Cu₁^δ⁺的电子结构。
具有适度电子缺陷态的Cu₁^δ⁺促进了NO₃⁻的吸附、活性氢的生成以及中间体的加氢反应，从而降低了反应能垒，抑制了副反应，并提高了电催化NO₃⁻RR制NH₃转化效率。
Stabilization of Electron-Deficient Cu1δ+ Species by Cl–Doped CeO2 Constructed via Electrochemical Reconstruction for Electroreduction of Nitrate to Ammonia Over 2500 Hours，Adv. Funct. Mater.2025.https://doi/10.1002/adfm.202502073
