北航新闻网12月12日电（通讯员 王琳）近日，物理学院刘利民教授与合作者，在国际著名方法学期刊《Nature Protocols》上发表题为《Testing, quantification, in situ characterization and calculation simulation for electrocatalytic nitrate reduction》的论文，系统构建了一套面向电催化硝酸盐还原反应（NO₃RR）的标准化、可重复、多尺度研究范式。

电催化硝酸盐还原反应作为一种极具前景的可持续氮管理策略，能够在常温常压下将水体中广泛存在的硝酸盐污染物选择性转化为氨、羟胺等高附加值含氮化学品。NO₃RR涉及复杂的八电子转移过程，其反应效率与产物选择性高度依赖于电催化剂的形貌、组成、电子结构及其在反应条件下的动态演化行为。目前，领域内仍缺乏统一、严谨的表征与评估标准，导致不同研究之间的数据难以横向比较，严重制约了高性能催化剂的理性设计与工业应用转化。

针对这一关键瓶颈，研究团队整合材料科学、电化学、分析化学与计算物理的多学科方法，提出了一套涵盖“结构表征—性能测试—原位监测—理论模拟”全链条的系统性研究流程。整套实验-理论协同方案具有高度可操作性与普适性，适用于电催化、环境修复、能源转换等多个领域。通过建立统一的数据采集与验证标准，该方法显著提升了不同催化体系间的可比性与结果可重复性，为开发高效、稳定、低过电势的NO₃RR电催化剂提供了通用方法论支撑。

作为北航物理学院在计算凝聚态物理与能源材料交叉方向的重要成果，刘利民教授团队长期致力于电催化反应机理、缺陷工程与电子结构调控的基础研究。该工作有望为未来废水资源化、分布式绿氨合成及可再生能源存储等关键技术的发展提供坚实的科学基础与方法支撑。

（审核：王菲）

编辑：贾爱平