La grafidina ha permitido la formación de vacíos de nitrógeno en el nitruro de cobre para una síntesis eficiente de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reducción electrocatalítica de nitrato ofrece una vía sostenible para la síntesis de amoníaco.
• Los desafíos incluyen la cinética de reacción lenta y las reacciones secundarias competidoras.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo catalizador para la reducción eficiente y selectiva de nitratos electrocatalíticos a amoníaco.
• Investigar el papel del soporte de grafdio en la mejora del rendimiento del catalizador.

Principales métodos:

• Síntesis de nanopartículas de nitruro de cobre ancladas en el grafdio (Cu3N/GDY).
• Caracterización electroquímica, incluidas las mediciones de la reacción de reducción de nitratos (NO3RR).
• Análisis espectroscópico mediante resonancia paramagnética de electrones (EPR) y estructura fina de absorción de rayos X in situ (XAFS).

Principales resultados:

• El catalizador Cu3N/GDY logró un alto rendimiento de amoníaco de 35280 μg h-1 mgcat.-1 y una eficiencia Faradaic del 98,1% a -0,9 V frente a RHE.
• El soporte de grafidina facilitó la absorción de hidrógeno y la formación de vacíos de nitrógeno en Cu3N, mejorando la cinética de NO3RR.
• Los distintos sitios de absorción en las vacantes GDY y N mejoraron la selectividad y la estabilidad.

Conclusiones:

• El catalizador Cu3N/GDY es muy prometedor para la síntesis sostenible de amoníaco a través de la reducción electrocatalítica de nitratos.
• Graphdiyne es un material de apoyo eficaz para mejorar el rendimiento del catalizador en NO3RR.
• El estudio pone de relieve la importancia del diseño de catalizadores para una producción de amoníaco electroquímico eficiente y selectiva.