9月11日,记者了解到,宁夏大学罗民教授课题组首次通过两步法(碳化和氧化热处理工艺)调控制备基于金属有机框架的纳米复合电催化剂材料,获得了具有新颖核壳结构的用于常温电化学固氮(NRR)的高效电催化剂。

高效室温固氮电催化剂制备成功 可进一步提高电催化性能

该研究工作是电催化固氮领域研究的重要进展,不仅开发了一种新型、高效的电催化剂,也为在电催化固氮领域探索更多廉价、绿色的非贵金属催化剂材料提供了一条可行的研究思路与实验依据。

高效室温固氮电催化剂制备成功 可进一步提高电催化性能

该新型复合催化剂的氨产率和法拉第效率均优于目前已有报道的绝大多数NRR电催化剂。实验表明,其优越的合成氨性能源于Co3O4中高浓度的氧空位和氮掺杂多孔炭的协同作用,此外,由于氮气被约束在“壳”内更有利于进行高频碰撞并增加NRR中间产物的浓度,提高控制步骤的反应速率,能够进一步提高电催化性能。

高效室温固氮电催化剂制备成功 可进一步提高电催化性能

目前全球氨产量约为1.5亿吨/年,主要依赖于Haber-Bosch反应来实现,但该技术不仅耗能巨大,且排放大量的温室气体CO2。因此,在能源危机和环境问题日益凸显的全球背景下,寻找一种绿色环保、低能耗的合成氨方法具有重要意义。近年来,常温电化学固氮逐渐成为了一种研究广泛的合成氨新路径。


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