氨(NH3)是农业、纺织和制药行业的一种关键化学品,但其通过Haber–Bosch工艺的生产是碳密集型的,而电化学方法可以实现环境友好的NH3生产。在有机电解质中,首次验证的电化学NH3合成方法是由锂(Li)介导的过程。然而,除了Li之外的元素在效率、反应速率、装置设计和稳定性方面的潜在优势仍待探索。近日,丹麦技术大学Ib Chorkendorff、Jens K. Nørskov、斯坦福大学Thomas F. Jaramillo发现钙可以介导NH3合成中的氮还原。
本文要点:
1) 作者使用严格的方案验证了钙介导的氮还原过程,并实现了40± 2%的NH3法拉第效率 ,其中使用四(六氟异丙氧基)硼酸钙(Ca[B(hfip)4]2)作为电解质。
2) 该研究结果为使用含量丰富的材料进行电化学合成NH3提供了可能,并且NH3是一种关键的化学前体和极具应用前景的能量载体。
Xianbiao Fu et.al Calcium-mediated nitrogen reduction for electrochemical ammonia synthesis Nature Materials 2023
DOI: 10.1038/s41563-023-01702-1
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01702-1