通过调控活性位点的氮吸附模式和微环境可以增强电化学氮还原反应（eNRR）的效率。研究团队开发了一种高效的电催化剂，由超细钌纳米团簇与二维Ti₃C₂T_x MXene表面的疏水分子层组成。这种结构不仅形成了有利于N₂化学吸附的低能激活配位活性位点，而且疏水分子层能够调控催化活性位点周围的局部微环境，有效促进N₂积累并抑制竞争性的析氢反应（HER）。在-0.25V（相对于可逆氢电极）的电位下，该催化剂实现了高达33.5ug h^-1mg^-1cat的氨产率和65.3%的法拉第效率，性能优于之前报道的基于Ti₃C₂T_x的电催化剂。此外，研究团队还通过密度泛函理论（DFT）计算深入理解了催化机理的热力学和动力学过程，这些DFT计算结果为理解氮气在活性位点上的吸附和活化过程，以及氢转移的动力学提供了重要的理论支持，进一步证实了实验观察的有效性。这一工作为通过合理设计活性位点和局部微环境来提升电化学催化性能提供了有价值的策略。相关成果发表在Small上。

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202408111