Il est bien connu que l'azote électrocatalytique (N 2 ) la réaction de réduction (NRR) peut convertir N 2 et H 2 O en ammoniac (NH 3 ), l'un des produits chimiques les plus essentiels dans le système écologique. Avec de l'électricité renouvelable dans des conditions douces, il est envisagé comme une stratégie prometteuse pour remplacer le procédé industriel Haber-Bosch. Cependant, cette méthode est encore loin de l'application pratique car les électrocatalyseurs NRR développés et le système d'électrocatalyse possèdent un faible NH 3 rendement et efficacité actuelle.

Récemment, des chercheurs dirigés par le professeur Zhang Haimin de l'Institute of Solid State Physics (ISSP) des Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) ont rapporté leurs nouvelles découvertes sur un système d'électrocatalyse sans charge, qui a ouvert la voie au RNR électrocatalytique ambiant.

Contrairement aux recherches précédentes qui chargent le catalyseur sur le substrat, les chercheurs ont dispersé un catalyseur aqueux de nanodots d'Ag (AgNDs) sur l'électrolyte et en utilisant un treillis métallique en titane (Ti) comme collecteur de courant pour le RNR électrocatalytique.

Dans ce nouveau système, les AgNDs aqueux avec des sites actifs catalytiques abondants peuvent efficacement chimisorber le N dissous 2 molécules dans l'électrolyte, puis transférer dans le collecteur de courant en maille Ti sous agitation pour accepter le H ⁺ /e ^- attaque pour NH 3 formation et régénérer simultanément les AgNDs.

"Notre objectif est de construire un système d'électrocatalyse sans charge, " a déclaré Li Wenyi, un étudiant qui a mené la recherche, "Le laboratoire de fabrication laser en liquide de l'ISSP offrait une bonne plate-forme. Nous avons fabriqué des AgND hautement dispersés en solution aqueuse à l'aide de la technique d'ablation laser."

L'équipe pense que le système est utile pour surmonter les inconvénients du processus conventionnel d'électrocatalyse à chargement de catalyseur.

"Nous sommes intéressés de constater que les performances NRR peuvent être encore améliorées par une simple modification du collecteur de courant à mailles métalliques Ti." dit Li Wenyi, "Il tire pleinement parti des sites actifs catalytiques fournis par les nanodots Ag avec des plans (111) hautement exposés pour N 2 adsorption et activation."

En outre, un réacteur électrochimique à flux configuré à deux électrodes a également été conçu et évalué pour le NRR.

Leurs travaux fournissent une orientation importante sur la conception d'électrocatalyseurs et de systèmes d'électrocatalyse à haut rendement pour le NH ambiant. 3 électrosynthèse.