近日,國際能源頂級期刊《Nano Energy》(IF= 15.548)發(fā)表了我校彭峰教授團隊最新研究成果,。

氨(NH3)不僅是生產各種肥料的原料,,而且廣泛應用于含氮化合物的生產。由于液氨含氫17.6%,,比液氫更容易運輸和儲存,,因此NH3有望成為一種高能量密度的無碳能源載體,本質上減少了二氧化碳排放量,。目前,,合成氨工業(yè)仍是傳統(tǒng)的Haber-Bosch反應。高溫(350-550℃),、高壓(150-350 atm)的生產條件將消耗大量化石能源,。并且,每產生1噸NH3就會排放約1.9噸的CO2,,這大大增加了CO2的排放,,不利于可持續(xù)發(fā)展。因此,,開發(fā)一種更溫和,、更環(huán)保的合成NH3的方法勢在必行。電化學氮還原反應(ENRR)合成氨目前受到廣泛的關注,,然而,,在高電勢下,析氫反應(HER)是不可避免的,,這使ENRR的法拉第效率(FE)低于預期,。因此,開發(fā)高效的催化劑降低ENRR的過電位并且抑制HER是當前研究的重點,。
彭峰教授團隊受生物固氮酶活性位點(Mo-Fe)的啟發(fā),,研究合成了用于ENRR的鉬鐵碳化物(Mo3Fe3C)電催化劑,,該催化劑在電化學氮還原反應中,氨產率為72.5 μmol h-1 gcat.-1,,穩(wěn)定性好,,10 h生產氨的平均法拉第效率為28.2%;理論計算表明,,Mo-Fe協(xié)同作用可以有效活化N2分子,,降低ENRR過程中形成*N2H所需的能量,促進了N2的電化學還原,;該研究創(chuàng)新性地采用傅里葉變換交流伏安法(FTACV)來表征ENRR過程中的電子轉移,,這是一種快速、靈敏,、有效的評價催化劑ENRR性能的方法,。本研究為設計與評價高活性、高選擇性的ENRR催化劑提供了新的思路和方法,。彭峰教授為該論文的通訊作者,,廣州大學為論文唯一通訊單位。

論文鏈接:https://sciencedirect.xilesou.top/science/article/pii/S2211285519310882
(供稿:化學化工學院 編輯:龍建湘)