由于scaling線性關系和競爭性HER的限制，設計將N₂有效電還原為NH₃的催化劑以及反應機制研究仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

鄭州大學許群、賈瑜和新南威爾士大學趙川以及伍倫貢大學陳俊等構建了具有大面積面內S空位的特殊亞單層MoS_2-x結構(SM-MoS_2-x)， 使得N₂能夠解離和動態(tài)氫化。

原子分辨率AC-STEM 和計算模擬顯示S空位區(qū)域的壓縮應變，這增加了金屬豐度并進一步豐富了周圍的電子密度。實驗和理論結果表明，大面積的面內S空位可以通過調節(jié)它們對氮中間體的親和力來調節(jié)其催化性能，從而規(guī)避了超低總能壘和過電位催化N₂電還原中的吸附自由能scaling線性關系。

計算研究表明，氮中間體與特殊亞表面的動態(tài)結合使N₂從“側面”活化并打破了scaling線性關系，有利的*NH₃遷移在亞單層區(qū)域上進一步降低了整體NRR能壘。此外，H的相對強吸附抑制了HER并有利于NRR的PCET。

Building of sub-monolayer MoS_2-x structure to circumvent the scaling relations in N₂-to-NH₃ electrocatalysis. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120615