Oxofilicidad superficial impulsada por la vía *N para la electroreducción selectiva de nitrato a nitrógeno

Área de la Ciencia:

• Electroquímica
• Ciencia de Materiales
• Química Ambiental

Sus antecedentes:

• La contaminación por nitratos representa riesgos ambientales.
• La reducción electroquímica de nitrato a nitrógeno (N₂) es una solución sostenible.
• Los métodos actuales a menudo dependen del cloro, lo que provoca contaminación secundaria.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador altamente selectivo y eficiente para la electroreducción de nitrato a N₂.
• Investigar una estrategia de oxofilicidad superficial para mejorar la selectividad de N₂.
• Suprimir la formación de amoníaco durante la reducción de nitrato.

Principales métodos:

• Se desarrollaron aerogeles de metaleno de PdSn utilizando una estrategia de oxofilicidad superficial.
• Se empleó caracterización in situ y análisis teóricos.
• Se integró el catalizador en una batería de Zn-NO₃⁻ y un electrolizador de flujo.

Principales resultados:

• Se logró una conversión de nitrato-N de ~97% y una selectividad de N₂ de ~99%.
• Se demostró estabilidad a largo plazo (>600 h) y tolerancia a diversas concentraciones de nitrato.
• El dopaje con Sn mejoró la adsorción de intermedios y suprimió la formación de amoníaco.

Conclusiones:

• El catalizador de PdSn convierte eficazmente el nitrato en N₂ con alta selectividad y estabilidad.
• La estrategia de oxofilicidad superficial es crucial para mejorar el rendimiento catalítico.
• Este enfoque ofrece una plataforma prometedora para el reciclaje sostenible de nitrógeno y la conversión de energía.