哈尔滨工业大学韩晓军教授课题组从抑制析氢反应(HER)和介导电子转移提高电子利用率两个策略提升电催化NRR选择性以及活性，并通过理论计算对催化剂合成氨过程和机制进行了解释。

电催化NRR作为工业Haber-Bosch法合成氨的绿色替代技术被广泛研究。但是由于N₂键能高，缺乏偶极矩，极化率低等原因难以被活化。因此，寻求能有效活化N₂的催化剂降低NRR反应的高能垒是当前研究的重点。另外，抑制HER反应进行，高效利用电子和催化剂活性位点也同样是提高电催化NRR选择性和活性的关键。

鉴于此，哈尔滨工业大学韩晓军教授课题组通过实验与第一性原理理论计算相结合，研究了电催化N₂还原并提出了活化N₂可能的反应机制。受天然固氮酶中元素组成启发，设计合成了二维Fe掺杂VS₂纳米片。由于硫化物同样能够高效催化HER反应导致NRR反应选择性差，所以，选择Li⁺电解液使其与硫化物中的S结合，由于Li⁺相比于H⁺更容易与S成键，Li⁺-S能够作为一种有效抑制HER的策略提高NRR选择性。该研究还提出一种新的NRR活性提高策略：通过介导电子转移有效利用电子和催化剂表面活性位点提高产NH₃活性。由于电子隧穿效应影响，电极与催化剂之间有效电子传输距离有限，作者提出使用1-氨基蒽醌功能化聚甲基丙烯酸(1-AAQ-PA)作为有机导电中间体，介导电极和催化剂之间的电子传输，使催化剂外层活性位点被有效利用，提高NRR法拉第效率。该研究提出的Li⁺-S抑制HER和有机导电中间体介导电子转移两种策略为实现高效NRR提供了实验和理论证明,为实现高效电催化合成氨提供新思路。