Un riguroso protocolo de síntesis electroquímica de amoníaco con mediciones cuantitativas de isótopos

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Química sustentable
• Catálisis

Sus antecedentes:

• El proceso Haber-Bosch para la producción de amoníaco consume mucha energía.
• La síntesis electroquímica de amoníaco ofrece una alternativa más suave y renovable.
• Los métodos actuales sufren de baja selectividad, conversión y problemas significativos de contaminación.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un protocolo riguroso para la detección y cuantificación fiables de la fijación electroquímica del nitrógeno.
• Identificar y mitigar las fuentes de contaminación en los experimentos de síntesis de amoníaco.
• Establecer normas de evaluación comparativa para el campo de la reducción electroquímica del nitrógeno.

Principales métodos:

• Utilizando el nitrógeno etiquetado por isótopos (15N2) para la detección cuantitativa.
• Implementación de la purificación de gases para eliminar los compuestos lábiles que contienen nitrógeno.
• Utilizando el ciclo del gas 15N2 para reducir la contaminación y el coste.
• Prueba de catalizadores de metales puros en medios acuosos y de electrodeposición de litio en tetrahidrofurano.

Principales resultados:

• Demostró el impacto significativo de varias fuentes de contaminación.
• Se han demostrado métodos eficaces para eliminar los contaminantes que contienen nitrógeno.
• No se encontró producción de amoníaco con catalizadores de metales puros prometedores en medios acuosos.
• Síntesis de amoníaco confirmada y cuantificada mediante electrodeposición de litio en tetrahidrofurano.

Conclusiones:

• El protocolo 15N2 propuesto detecta y cuantifica de forma fiable la síntesis electroquímica de amoníaco.
• Muchos de los resultados positivos reportados para la fijación electroquímica del nitrógeno se deben probablemente a la contaminación.
• El protocolo ayuda a prevenir falsos positivos, centrándose en la investigación de vías viables de síntesis de amoníaco.