Ilustración esquemática de a. el proceso de electrocatálisis NRR sin carga y b. el proceso tradicional de electrocatálisis de carga de catalizador. Crédito:LI Wenyi
Se sabe comúnmente que el nitrógeno electrocatalítico (N 2 ) reacción de reducción (NRR) puede convertir N 2 y H 2 O en amoniaco (NH 3 ), uno de los productos químicos más esenciales en el sistema ecológico. Con electricidad renovable en condiciones suaves, se concibe como una estrategia prometedora para reemplazar el proceso industrial Haber-Bosch. Sin embargo, este método está todavía lejos de la aplicación práctica porque los electrocatalizadores NRR y el sistema de electrocatálisis desarrollados poseen bajo contenido de NH 3 rendimiento y eficiencia actual.
Recientemente, Los investigadores dirigidos por el profesor Zhang Haimin del Instituto de Física del Estado Sólido (ISSP) de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) informaron sobre sus nuevos hallazgos sobre un sistema de electrocatálisis sin carga. que allanó el camino para la NRR electrocatalítica ambiental.
A diferencia de la investigación anterior, la carga de catalizador en el sustrato, Los investigadores dispersaron un catalizador acuoso de nanopuntos de Ag (AgND) en un electrolito y utilizaron una malla de titanio metálico (Ti) como colector de corriente para la NRR electrocatalítica.
En este novedoso sistema, Los AgND acuosos con abundantes sitios catalíticos activos pueden quimisorber eficazmente el N disuelto 2 moléculas en electrolito, luego transfiera al colector de corriente de malla de Ti con agitación para aceptar el H + /mi - ataque por NH 3 formación y al mismo tiempo regenerar los AgND.
"Nuestro objetivo es construir un sistema de electrocatálisis sin carga, "dijo Li Wenyi, un estudiante que realizó la investigación, "El Laboratorio de Fabricación Láser en Líquido de ISSP ofreció una buena plataforma. Fabricamos AgND altamente dispersos en solución acuosa utilizando la técnica de ablación por láser".
El equipo cree que el sistema es útil para superar las desventajas del proceso convencional de electrocatálisis de carga de catalizador.
"Estamos interesados en descubrir que el rendimiento de NRR se puede mejorar aún más mediante una simple modificación del colector de corriente de malla de Ti metálico". dijo Li Wenyi, "Aprovecha al máximo los sitios catalíticos activos proporcionados por nanopuntos Ag con planos altamente expuestos (111) para N 2 adsorción y activación ".
Además, También se diseñó y evaluó un reactor electroquímico de flujo configurado con dos electrodos para el NRR.
Su trabajo proporciona una guía significativa sobre el diseño de electrocatalizadores y sistemas de electrocatálisis de alta eficiencia para NH ambiental. 3 electrosíntesis.
