上海交通大學變革性分子前沿科學中心的研究團隊在電化學合成氨領域取得重大突破，相關成果發表于國際頂級學術期刊《科學》（Science）。該研究首次實現了常溫常壓條件下，以100 mA cm?2的高電流密度和21%的高能效穩定合成氨，為綠氨的規模化生產提供了顛覆性技術路徑。

傳統合成氨工藝依賴哈伯-博施法，需在高溫高壓條件下進行，且嚴重依賴化石能源，導致碳排放量巨大。相比之下，鋰介導電化學還原制氨被視為綠色替代方案，但此前長期面臨電極表面固體電解質界面（SEI）離子傳導效率低、高電流密度下易失效等難題。此前，氨分電流密度長期低于8 mA cm?2，高壓間歇電解的能效也僅3%，嚴重制約了工業化應用進程。

研究團隊通過創新設計功能分層混合SEI結構（DDLA），成功突破了這一技術瓶頸。該結構由LiF外層、Li?CO?離子傳導層和Li?N界面層精準組成，形成多層級界面體系。這種設計大幅降低了鋰離子去溶劑化與遷移的能壘，同時顯著抑制了析氫副反應，從根本上解決了高電流密度下的界面穩定性問題。實驗數據顯示，鋰離子傳輸效率提升了兩個數量級。

在連續流實驗中，新體系在100 mA cm?2的電流密度下，實現了98%的法拉第效率和21%的能量效率，并可穩定運行50小時。這一成果標志著鋰介導電合成氨技術向工業化、連續化生產邁出了關鍵一步。研究團隊指出，該體系所涉及的界面設計與離子傳輸機制，對電化學固氮、金屬空氣電池、固態電池等新能源領域具有重要的參考價值。

該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金等多個項目的支持，通過跨學科合作攻克了電化學合成氨領域的關鍵難題，為清潔能源技術的發展提供了新的理論依據和技術方案。