无形酸与导电通道的协同集成,以实现高效的电催化酸盐降解为氨
Ruikai Qi1, Zhiwei Wang2, Mengxiao Zhong3
1Alan G. MacDiarmid Institute, College of Chemistry, Jilin University, 2699 Qianjin Street, Changchun, 130012, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 10, 2023
概括
研究人员开发了一种新型的碳纳米纤维/二氧化物伊米达酸框架-酸 (Co-CNF/ZIF-CoP) 电催化剂,用于高效地将酸盐减少为氨 (NO3RR). 这种催化剂实现了高氨产量和法拉第效率,为哈伯-博斯工艺提供了可持续的替代方案.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 电催化酸盐降解为氨 (NO3RR) 是哈伯-博什工艺的一个有前途的替代方案.
- 为NO3RR开发高效,经济的电催化剂仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为NO3RR制造和评估3D核心外结构的碳纳米纤维 (CNF) /ZIF-CoP电催化剂.
- 研究开发的电催化剂的性能和机制.
主要方法:
- 3D核心外 Co-CNF/ZIF-CoP电催化剂的制造.
- 电化学评估NO3RR性能,包括氨产率和法拉第效率.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明反应机制.
主要成果:
- 同CNF/ZIF-CoP催化剂显示出高的NH3法拉第效率 (96.8±3.4%) 和产率 (38.44±0.65毫克厘米-2小时-1).
- 在催化剂结构中的无形COP与晶体COP相比显示出更高的性能.
- DFT的计算证实了通过无形COP形成氨的较低能量障碍.
结论:
- 三维核心外Co-CNF/ZIF-CoP电催化剂对NO3RR非常有效.
- 无形的CoP结构在增强催化活性中起着至关重要的作用.
- 开发的催化剂可用于水性 Zn-NO3-电池,同时生产氨和发电.
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