新华网上海2月14日电（史依灵）日前，新华网从上海交通大学获悉，该校变革性分子前沿科学中心李俊教授团队在电合成氨领域取得重大突破，首次在常温常压连续流条件下实现100 mA cm-2高电流密度和21%高能效的稳定电合成氨，相关研究成果于北京时间2月13日在线发表于国际顶级学术期刊《科学》（Science），为绿氨规模化生产提供了颠覆性技术路径。

  上海交大李俊教授团队。新华网 发（受访者供图）

  合成氨技术是现代农业和化工产业的重要基础，传统哈伯-博施工艺合成氨需在高温高压下进行，且高度依赖化石燃料。在“双碳”目标背景下，锂介导氮气电化学还原合成氨技术成为高效制氨新方向，但该技术长期面临反应选择性低、传质速率慢的核心挑战。李俊教授介绍说，这一过程依赖电极表面固体电解质界面（SEI）层调控锂离子传输，但现有SEI层存在离子传导率低、去溶剂化能垒高等缺陷，导致高电流密度下锂离子传输受阻，难以实现连续生产。

  为突破这一瓶颈，研究团队创新性地设计出功能分层的混合SEI结构，通过构建低离子结合能的外层促进锂离子去溶剂化，在富含离子传导域的内层实现高效锂离子传输，成功将锂离子通量提升两个数量级，有效解决了传统电解体系在高电流密度下SEI层锂离子耗尽、反应界面急剧收缩的问题，让连续流反应体系在100mA cm-2高电流密度下实现稳定运行。值得注意的是，传统电解体系在超过8 mA cm-2时就会因SEI层锂离子耗尽导致反应界面急剧收缩，而新型混合SEI结构有效维持了反应界面的稳定性，使电流—氨转化效率获得显著提升。这一突破为发展高效锂介导合成氨技术提供了关键材料设计策略。

  研究团队相关负责人表示，本研究通过流动电解池系统验证了理论预测，首次在常温常压100mA cm-2电流密度下实现98%法拉第效率与21%能量效率，并具备50小时连续运行的稳定性，为发展可再生能源驱动的分布式合成氨技术奠定了理论和实验基础为发展可再生能源驱动的分布式合成氨技术奠定了理论和实验基础。“这些发现不仅适用于电化学固氮领域，其揭示的离子传输调控机制对金属空气电池、固态电解质电池等新能源器件开发同样具有指导意义。”研究团队相关负责人说。

  据悉，上海交通大学变革性分子前沿科学中心李俊副教授和苏州大学程涛教授为论文通讯作者。变革性分子前沿科学中心博士后张强、变革性分子前沿科学中心访问博士生李华敏、苏州大学博士生于沛平和变革性分子前沿科学中心博士生刘鹏宇为论文第一作者。（完）