L'ammoniac est un vecteur énergétique neutre en carbone et un carburant de transport potentiel largement utilisé dans les engrais, les plastiques et les explosifs. Les méthodes conventionnelles de synthèse d'ammoniac reposent principalement sur le procédé Haber-Bosch à haute température et haute pression, qui entraîne une consommation d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre considérables.

Par conséquent, il est essentiel de développer des solutions appropriées pour obtenir une production d'ammoniac à haut rendement, à faible consommation d'énergie, à faibles émissions et durable dans des conditions environnementales bénignes. La synthèse électrochimique d'ammoniac, qui est devenue un sujet de recherche populaire, permet de réaliser la réaction de synthèse d'ammoniac thermodynamiquement non spontanée dans des conditions ambiantes entraînées par l'énergie électrique.

Cependant, N₂ non polaire est insoluble dans l'eau, ce qui limite son adsorption et son activation à la surface du catalyseur, et la réaction compétitive de dégagement d'hydrogène au potentiel de réduction réduit considérablement le rendement et l'efficacité faradique de N₂ réduction en ammoniac. Par conséquent, trouver de nouveaux électrocatalyseurs à hautes performances catalytiques et étudier le mécanisme de réaction du N₂ la réduction en ammoniac est cruciale.

Récemment, le professeur Luo Wenbin de l'Université du Nord-Est et Li Feng de l'Institut de recherche sur les métaux ont publié un article intitulé "Booster la fixation électrocatalytique de l'azote par le TiO tridimensionnel_2-δ N_δ réseaux de nanofils" dans le Journal of Energy Chemistry . Le premier auteur de cet article est Mu Jianjia, doctorant à la Northeastern University. Gao Xuanwen, qui est professeur agrégé, est le co-auteur. Les auteurs correspondants sont le professeur Luo Wenbin et Li Feng.

Dans cette étude, des réseaux de nanofils 3D ont été développés sur un tissu de carbone pour former un réseau intégré pour éviter les réactions secondaires induites par le liant, augmentant ainsi la durée de vie du cycle. La réaction de réduction de l'azote (NRR) a montré un taux de rendement élevé en ammoniac (14,33 µg h ^{− 1} mg_chat ^{− 1} ) à -0,2 V et efficacité faradique élevée (9,17 %) à -0,1 V dans un électrolyte KOH 0,1 M, surpassant l'O_v rapporté -riche en TiO₂ à base d'électrocatalyseurs.

Les effets synergiques de O_v et Ti ³⁺ dans le RNR dans des conditions ambiantes ont été démontrées expérimentalement et théoriquement, présentant ainsi un nouveau concept d'électrocatalyseurs hautement efficaces. + Explorer plus loin

Booster la synthèse électrocatalytique d'ammoniac du catalyseur au rhodium