Electrosíntesis Continua de Amoníaco a partir de Nitrógeno y Agua en una Celda de Flujo Monolítica Basada en Membrana...

Área de la Ciencia:

• Electroquímica
• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La producción continua de amoníaco electroquímico es prometedora para la síntesis sostenible.
• La oxidación directa del agua para el suministro de protones en la síntesis de amoníaco enfrenta desafíos con baja eficiencia de Faraday.
• Los métodos existentes a menudo requieren hidrógeno molecular, lo que añade complejidad.

Objetivo del estudio:

• Mejorar la eficiencia de Faraday en la síntesis electroquímica de amoníaco.
• Permitir el suministro directo de protones a partir de la oxidación del agua.
• Establecer una configuración de dispositivo viable para la producción continua y sostenible de amoníaco.

Principales métodos:

• Integración de una membrana de paladio (Pd) eléctricamente aislada para la transferencia de protones.
• Utilización de Pd como membrana conductora de protones y electrones en una configuración de celda de flujo.
• Empleo de un sistema de reducción de nitrógeno mediado por litio no acuoso.

Principales resultados:

• Se logró una eficiencia de Faraday sostenida del 36 ± 4% para la producción de amoníaco durante 6 horas.
• Operación continua a una densidad de corriente de -6 mA cm^-2.
• Se confirmó que los protones del amoníaco se originaron de la oxidación del agua mediante espectrometría de masas en línea.

Conclusiones:

• La membrana de Pd facilita eficazmente el transporte de protones desde la oxidación del agua hasta la reducción de nitrógeno.
• Este sistema integrado ofrece una estrategia práctica para la síntesis sostenible de amoníaco verde.
• La configuración del dispositivo desarrollado avanza la tecnología de reducción de nitrógeno mediado por litio electroquímico.