作为广泛应用的化工产品之一，氨(NH₃)在生物、化学、医药等领域被用作氮源，用于合成纤维、肥料、染料和炸药等。目前，氨的工业生产仍依赖于传统的哈伯-博世法。然而，该工艺的反应条件极为苛刻，存在能源浪费和环境不友好等问题。电催化氮还原反应(NRR)是一种在环境条件下绿色合成氨的潜在策略。它可以在室温和常压下打破N≡N的高反应能垒，并利用自然界中的清洁可再生资源替代H₂等原料，从而节约能源。然而，由于N≡N的高键能，电化学NRR的活性较低，且由于竞争性析氢副反应的存在，选择性不足。因此，开发兼具高活性和高选择性的NRR催化剂成为当前的主要任务。基于上述能源背景，化工学院朱晓东教授等在Advanced Functional Materials期刊发表题为“In@Mn₃O₄with Rich Interface Low-Coordination Mn Active Sites for Boosting Electrocatalytic Nitrogen Reduction”的研究论文。研究生吴廷楷为第一作者，张永超副教授和朱晓东教授为共同通讯作者。

该研究通过简单的超声剥离策略在水介质中设计了独特的具有In核和Mn₃O₄纳米片的In@Mn₃O₄核壳纳米颗粒。Mn₃O₄纳米片有助于调节NRR反应的活性位点，In核能够向Mn₃O₄纳米片壳提供电子，共同促进N₂的吸附和活化，并协同加速NRR反应动力学。此外，设计的Mn₃O₄壳具有相对疏水性，可以有效抑制析氢副反应，提高NRR反应选择性。在-0.9 V(vs.RHE)下，In@Mn₃O₄-5的NH3产率为89.44 μg h^-1mg_cat^-1，在-0.7 V(vs.RHE)下的最大FE为27.01%。经过96小时的稳定性测试，催化剂活性未出现显著衰减。

本研究中的独特核壳结构和低Mn配位设计为氮-水界面环境的调节和先进NRR电催化剂的合理设计提供了独特的见解。