Descripción esquemática de la ingeniería de interfaces y defectos para un electrocatalizador e-NRR eficiente. Crédito:Revista de Química Energética
La reacción electroquímica de reducción de nitrógeno (e-NRR) en condiciones ambientales es una estrategia emergente utilizada para abordar los procesos intensivos en hidrógeno y energía que implica el amoníaco industrial (NH 3 ) síntesis a través del proceso tradicional de Haber-Bosch. Sin embargo, El rendimiento de e-NRR se ve obstaculizado actualmente por la inercia inherente de N 2 moléculas, cinética extremadamente lenta, y competencia abrumadora de la reacción de desprendimiento de hidrógeno (HER), todo lo cual da como resultado un rendimiento y una selectividad de amoniaco insatisfactorios.
Para lograr una NRR de alta selectividad y alto rendimiento en condiciones ambientales, Se requiere urgentemente el diseño racional de electrocatalizadores eficientes. La ingeniería de defectos e interfaces es capaz de lograr propiedades físicas y químicas novedosas, así como efectos sinérgicos superiores para varios electrocatalizadores.
Recientemente, el grupo de investigación Wang Danhong de la Universidad de Nankai revisó los últimos avances de los catalizadores e-NRR en condiciones ambientales desde la perspectiva de la ingeniería de defectos e interfaces. Los autores primero proporcionaron una introducción general al mecanismo NRR. Después, los autores proporcionaron una revisión completa y detallada sobre la ingeniería de defectos e interfaces para electrocatalizadores e-NRR, enfatizando la elucidación de sitios activos y mecanismos intrínsecos.
Discutieron cómo el defecto (vacantes, dopaje heteroátomo, de un solo átomo, facetas de cristal, amorfización) ingeniería y la superficie (interfaz metal-óxido metálico, interfaz material metal-carbono, compuestos intermetálicos desde el punto de vista de las estructuras aleadas, (interfaz gas-electrolito-catalizador) alterar el número de sitios activos o la estructura electrónica, y luego promover la actividad de los electrocatalizadores NRR.
En la sección final, los autores resumieron el estado actual de la investigación y los desafíos en este campo emergente desde diferentes aspectos y discutieron las estrategias potenciales para desarrollar electrocatalizadores NRR más avanzados. Se espera que esta revisión estimule y ayude a los investigadores a crear catalizadores más eficientes para la NRR electroquímica.
