用于高温电化学氨合成的复合 Co3Mo3N 氮化物和 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 钙钛矿阴极增强 N2 活化,ACS Sustainable Chemistry & Engineering

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用于高温电化学氨合成的复合 Co3Mo3N 氮化物和 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 钙钛矿阴极增强 N2 活化
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2023-03-21 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.2c06520
Matthew Ferree ₁ , Seval Gunduz ₁ , Jaesung Kim ₁ , Raymond LaRosa ₁ , Yehia Khalifa ₂ , Anne C. Co ₂ , Umit S. Ozkan ₁

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氨合成的电化学路线可以提供更高的转化效率、与可再生能源的兼容整合以及分布式化学生产的解决方案。在传统的 Haber-Bosch 工艺中，氨 (NH _{3 ) 是通过 N}₂和 H ₂在高温高压下反应生成的。在电化学途径中，可以通过在环境压力固体氧化物电解池 (SOEC) 中使用 N ₂和 H ₂ O来绕过H _{2生产和加压步骤。}在这项研究中，SOEC 具有 A 位缺陷的镧铁氧体钙钛矿氧化物和过渡金属氮化物 Co ₃ Mo _{3的复合阴极}制备了 N，并研究了其在氮还原反应 (NRR) 中的活性。复合阴极在 550 °C 和 0.65 mA/cm ^{2下以 4.0 × 10}^–11 mol s ^–1 cm ^–2的速率产生氨，与任一纯相电极相比提高了 8 倍。Co ₃ Mo ₃ N 的相关性质，例如热化学稳定性、吸附行为和氮离子的迁移率，通过各种技术表征，包括原位XRD、XAFS/XANES、NAP-XPS、程序升温实验和原位DRIFTS .

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更新日期：2023-03-21

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