日本東北大學成功透過電化學還原反應，將對於人體與環境造成疑慮的硝酸離子以80%的高選擇率轉換為氨(NH3)。研究團隊並建立了一項可精密控制作為觸媒之「金屬奈米團簇（由數個至約100個金屬原子所構成集合體）」反應活性位點的關鍵技術。
近年來，來自農業與工廠排放的硝酸離子流入地下水與河川，衍生飲用水水質惡化、河川富營養化，進而引發對人體健康與水生生物造成不良影響的疑慮。在此背景下，利用再生能源電力，在常溫常壓條件下，透過電化學還原反應直接將硝酸離子轉換為氨的技術，逐漸受到關注且相關研究漸增。
金屬奈米團簇在多數情況下，其表面會被合成過程中使用的有機配位子完全覆蓋，促使作為反應活性位點的金屬原子無法暴露於表面，導致觸媒活性偏低。而東北大學研究發現，只須改變硫醇(Thiol)配位子的種類，即可控制作為活性位點的銅原子是否暴露於奈米簇表面，並成功製作出具有表面銅原子暴露結構的銅奈米團簇。
研究結果顯示，將此銅奈米團簇應用於電化學硝酸還原反應中，可同時實現高達80%的氨生成選擇率與優異的生成速率，證實其在高效率硝酸轉化與氨合成方面具有顯著潛力。