Modulación de la vía de reducción de nitratos en nanoaleaciones ultrafinas de fase no convencionales para la...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería ambiental

Sus antecedentes:

• La electrosíntesis de amoníaco (NH3) a partir de aguas residuales de nitrato es crucial para la producción química sostenible y el tratamiento de aguas residuales.
• Los desafíos clave incluyen lograr una alta selectividad, un bajo sobrepotencial y velocidades de reacción de reducción de nitratos (NO3RR).

Objetivo del estudio:

• Mejorar el rendimiento del NO3RR neutro mediante una estrategia de ingeniería dual que implique la fase de cristal del catalizador y la interfaz electrodo/electrolito.
• Investigar la eficacia de las nanoestructuras de aleación ultrafina, específicamente la fase no convencional 2H-RhCu.

Principales métodos:

• Fabricación de nanoestructuras de aleaciones ultrafinas con fases cristalinas de ingeniería (2H-RhCu).
• Pruebas electrocatalíticas en varios electrolitos (K+, Li+, Na+) para evaluar la selectividad y la eficiencia del NH3.
• Estudios in situ y cálculos teóricos para elucidar los mecanismos de reacción y los efectos interfaciales.

Principales resultados:

• El catalizador 2H-RhCu exhibió una mayor selectividad intrínseca de NH3 en comparación con las fases tradicionales.
• Se observó una eficiencia Faradaic superior y una tasa de rendimiento para la producción de NH3 en un electrolito a base de K+.
• Se identificó la cinética mejorada, la reducción de la recombinación N-N y la adsorción única de *NObri como factores clave para mejorar el rendimiento.

Conclusiones:

• La estrategia de ingeniería dual mejora efectivamente el rendimiento de NO3RR neutro.
• El 2H-RhCu presenta un catalizador prometedor para la electrosíntesis eficiente y selectiva del amoníaco.
• Se han demostrado aplicaciones potenciales en baterías recargables de flujo de nitrato de Zn/metanol.