近日，广东石油化工学院陶磊明教授指导硕士研究生王晨在国际权威期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy（中国科学院化学大类分区1区Top，影响因子21.1）上发表题为“Upcycling Spent Lithium-Ion Battery Mesoporous Carbon Anodes into Electrocatalysts for Nitrogen Reduction Reaction”的研究论文。该研究从催化剂电子结构调控的角度出发，为高效氮还原电催化剂的设计提供了新思路，在废弃锂离子电池负极材料的高值化利用方面取得了重要进展。本研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省科技厅技术创新战略项目、研究生科技创新项目和茂名绿色化工研究院科技创新项目的支持。

展示了从废电池到高值催化剂的完整转化路径，首先对锂离子电池进行电化学循环，随后从失效负极中提取介孔碳材料，并通过再生工艺将其重构为氮还原电催化剂。研究聚焦于半电池体系中的介孔碳基负极，系统探究锂物种在调控催化活性中的作用机制。再生后的催化剂在常温常压下展现出优异的氮还原性能，所合成的氨既可作为绿色肥料用于农业生产，也可作为无碳燃料应用于交通领域。该工作构建了一条“储能—回收—应用”的闭环路径，实现了废旧电池材料的高值化升级利用。

本研究提出了一种将废旧锂离子电池负极直接升级转化为高效氮还原电催化剂的可行策略。该方法利用锂插层调控失效碳材料的电子结构与表面性质，构筑Li⁺催化中心与结构缺陷的协同作用，从而增强对N₂的吸附与活化。得益于锂调变的电子结构与界面化学特性，所得材料在氮还原反应中表现出优异的法拉第效率与氨产率。DFT计算进一步揭示，锂的引入可加速电荷转移、降低N≡N键断裂及后续加氢步骤的能垒，并抑制析氢副反应。该工作为废旧电池负极的高值化利用提供了新路径，也为高效氮还原催化剂的设计提供了科学依据。

撰稿：陶磊明  审稿：胡素梅  审核：梁根  签发：吴文衔