浙大/化物所Appl. Catal. B.：FE近100%！与单原子电催化集成的滑行电弧等离子体从空气中直接合成氨

2023年10月11日下午5:46 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 6

工业氨合成彻底改变了全球农业和工业，但是其消耗大量能源并释放大量二氧化碳（CO₂）。此外，电催化氮还原通常存在氨产率低和选择性差的问题。

近日，浙江大学严建华教授和李晓东教授、中科院大连化学物理研究所王爱琴研究员（共同通讯作者）等人报道了一种串联的“等离子体电催化”策略，并利用该策略从空气中直接合成氨气（NH₃）。

浙大/化物所Appl. Catal. B.：FE近100%！与单原子电催化集成的滑行电弧等离子体从空气中直接合成氨

在-0.33 V vs RHE下，该电催化剂能稳定运行超过50 h，NH₃产率也到了~1.43 mg_NH3 cm^-2 h^-1，同时具有几乎100%的法拉第效率（FE）。在-0.63 V vs RHE下，NH₃产率更是达到了~3.0 mg_NH3 cm^-2 h^-1，法拉第效率（FE）约为62%。

通过机理研究发现，这种显著的性能是通过非热等离子体分离稳定氮分子的活化，然后通过钴单原子电催化剂（Co SACs）选择性合成氨来实现的。根据技术经济分析，该策略可与Haber-Bosch工艺和分布式小规模氨气生产的吸气式电化学氮还原技术相媲美。

Direct ammonia synthesis from the air via gliding arc plasma integrated with single atom electrocatalysis. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120667.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120667.

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