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高效室溫固氮電催化劑制備成功

發布時間:2019-09-12 17:40:49

近日,寧夏大學羅民教授課題組首次通過兩步法(碳化和氧化熱處理工藝)調控制備基于金屬有機框架的納米復合電催化劑材料,獲得了具有新穎核殼結構的用于常溫電化學固氮(NRR)的高效電催化劑。

 

該研究工作是電催化固氮領域研究的重要進展,不僅開發了一種新型、高效的電催化劑,也為在電催化固氮領域探索更多廉價、綠色的非貴金屬催化劑材料提供了一條可行的研究思路與實驗依據。

 

該新型復合催化劑的氨產率和法拉第效率均優于目前已有報道的絕大多數NRR電催化劑。實驗表明,其優越的合成氨性能源于Co3O4中高濃度的氧空位和氮摻雜多孔炭的協同作用,此外,由于氮氣被約束在“殼”內更有利于進行高頻碰撞并增加NRR中間產物的濃度,提高控制步驟的反應速率,能夠進一步提高電催化性能。

 

目前全球氨產量約為1.5億噸/年,主要依賴于Haber-Bosch反應來實現,但該技術不僅耗能巨大,且排放大量的溫室氣體CO2。因此,在能源危機和環境問題日益凸顯的全球背景下,尋找一種綠色環保、低能耗的合成氨方法具有重要意義。近年來,常溫電化學固氮逐漸成為了一種研究廣泛的合成氨新路徑。


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