近日，燃料电池研究所章俊良教授课题组在Nature Energy上发表了题为“Solvent effects in Li-mediated synthesis”的评述类文章，系统讨论了锂介导合成氨反应中溶剂的关键作用。燃料电池研究所博士生蔡熙阳为论文第一作者，章俊良教授为通讯作者。
锂介导合成氨发展历程中的重要技术突破及时间节点
氨是一种重要的化工原料，对农业发展、工业生产意义重大，也可作为“零碳燃料”应用于未来的能源领域。当前，工业上主要采用哈伯反应合成氨，该过程占全球约1.8%的能源消耗和1.4%的二氧化碳排放。基于电化学过程的锂介导氮还原反应实现了常温、常压下的合成氨，且在二氧化碳减排及生产装置小型化方面更具优势，因而引起学界广泛关注。
文章回顾了丹麦科技大学Ib Chorkendorff等人在Nature上发表的最新研究成果，其使用二乙二醇二甲醚（DG）作为电解液溶剂，实现了300小时的连续合成氨，法拉第效率高达64%，且约有98%的氨产物集中于气相中。章俊良课题组指出，Ib Chorkendorff等人的工作将显著推进锂介导合成氨反应的实用化，实现克级电化学固氮合成氨（4.6克），且约有98%的氨集中分布于气相中，而非电解质或电极表面沉积物，对产物收集、降低成本意义重大。
使用DG溶剂还可降低电解液电阻，提升合成氨过程中的能量效率。章俊良课题组在先前的研究中发现，锂介导合成氨反应中使用DG电解液，离子的溶剂化效应更显著，DG分子的空间位阻效应将有效避免离子的聚集，进而增强电解液导电性。课题组在本文中回顾了锂介导合成氨发展历程中的重要技术突破及时间节点，发现上述关键突破都与溶剂创新关联密切，并进一步展望了未来锂介导合成氨反应的发展方向，指出溶剂将继续发挥关键作用。
