氨的环境电合成——电极孔隙率与组分工程
化学物理
2019-04-26 v2
摘要
氨作为肥料生产的关键前体、便捷的氢载体以及新兴清洁燃料，在维持地球生命中起着关键作用。目前，NH3 合成的主要路径是通过非均相催化的 Haber-Bosch 工艺（N2+3H2 - 2NH3），该工艺在极端的温度与压力条件下进行，且碳足迹巨大。本文报道，原始氮掺杂纳米多孔石墨碳膜（NCM）可在环境条件下于酸性水溶液中将 N2 电化学转化为 NH3。NCM 电极上 NH3 的法拉第效率与产率分别达到 5.2% 和 0.08 g m-2 h-1。用 Au 纳米颗粒（Au NPs）对 NCM 进行功能化后，这些性能指标分别大幅提升至 22% 和 0.36 g m-2 h-1。此类在室温与大气压下生产 NH3 的效率与产率前所未有。由于该系统具备放大至工业规模潜力，极有可能取代已有百年历史的 Haber-Bosch 工艺。
引用
@article{arxiv.1810.13007,
title = {Ambient Electro-Synthesis of Ammonia - Electrode Porosity and Composition Engineering},
author = {Hong Wang and Lu Wang and Qiang Wang and Shuyang Ye and Wei Sun and Yue Shao and Zhiping Jiang and Qiao Qiao and Yimei Zhu and Pengfei Song and Debao Li and Le He and Xiaohong Zhang and Jiayin Yuan and Tom Wu and Geoffrey A. Ozin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.13007},
year = {2019}
}
备注
19 pages, 34 figures