Illustration du procédé PEC NRR sur électrode BP. Crédit :WANG Jiahong
Ammoniac (NH
En alternative à la synthèse d'ammoniac Haber-Bosch à haute intensité énergétique, La technique photoélectrochimique (PEC) a été proposée pour produire de l'ammoniac à partir de N
Une équipe de recherche dirigée par le Dr WANG Jiahong et le professeur YU Xuefeng des Instituts de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l'Académie chinoise des sciences a proposé une électrode au phosphore noir (BP) pour une synthèse artificielle efficace de l'ammoniac.
L'électrode a été fabriquée par assemblage couche par couche de nanofeuillets de BP sur un substrat d'oxyde d'indium et d'étain (ITO) en tant que catalyseur bidimensionnel sans métal pour la réaction de réduction d'azote photoélectrochimique (PEC) (NRR).
L'étude, intitulé "Synthèse photoélectrochimique de l'ammoniac avec du phosphore noir, " a été publié dans Matériaux fonctionnels avancés le 20 avril.
Dans cette étude, l'électrode BP a présenté une activité PEC NRR très efficace avec un taux de rendement en ammoniac de 102,4 μg·h
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mgcat.
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, le rendement faradique de 23,3% à -0,4 V et une bonne stabilité à long terme, qui était le meilleur parmi les catalyseurs non métalliques pour la synthèse d'ammoniac par photocatalyse et électrocatalyse.
De plus, la surface favorable à la désorption d'hydrogène, bande plate surélevée, champ électrique externe, et les trous consommés ont amélioré la productivité de l'ammoniac de manière synergique.
"BP a de nombreuses caractéristiques qui conviennent à la synthèse d'ammoniac, " a déclaré le Dr WANG Jiahong. " Il s'agit d'un semi-conducteur à bande interdite directe avec une mobilité élevée des porteurs ainsi qu'une absorption de la lumière couvrant une large plage. La faible absorption d'hydrogène sur le BP nu peut également supprimer la réaction concurrente de dégagement d'hydrogène. La bibliothèque de catalyseurs NRR serait élargie par l'introduction d'un matériau bidimensionnel de type p. »
