日前，我院许元红教授课题组与电子科技大学孙旭平教授等合作在催化固氮领域取得了重要进展，相关研究成果以“Ambient N₂fixation to NH₃at ambient conditions:using Nb₂O₅nanofiber as a high-performance electrocatalyst”为题在国际顶级期刊《Nano Energy》上发表（DOI:10.1016/j.nanoen.2018.07.045），该期刊影响因子为13.120。该论文第一作者为我校硕士研究生韩景瑞，许元红教授为通讯作者。

氮是构成DNA、蛋白质等一切生命物质的必需元素，也是农业肥料的关键组分。空气中78%是氮气，但氮是惰性气体，氮气分子中很强的化学键使其难以被植物和人体直接吸收。在生物系统中，一般通过根瘤菌固氮酶催化特定细菌在室温下固定氮气，但一般情况下固氮酶比较脆弱，所提供的转化率较低。传统的人工固氮主要是采用Haber-Bosch工艺，但反应条件极其苛刻，通常在500 °C和300 atm环境下并需要使用天然气作为燃料，所以会导致大量能源消耗和二氧化碳排放，因此迫切需要一种低能耗、可持续的方法来生产氨气。本成果首次利用五氧化二铌（Nb₂O₅）晶体纳米纤维作为一种优良的非贵金属电催化剂，采用电化学还原法在常温常压条件下将氮气还原为氨气。这种Nb₂O₅纳米纤维催化剂具有非常可观的产氨率和法拉第效率，优于大多数报道的水基氮还原催化剂，甚至优于高温高压下的催化剂效果，并且具有简单、低耗的特点。这项研究不仅为我们提供了一种电化学合成氨气的催化剂纳米材料，而且为设计和开发纳米结构固氮催化剂和其他应用的高级催化剂开辟了新途径，有望在农业肥料、塑料、纤维、炸药等领域发挥重要作用。