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发现一种在室温下气相电催化 NO 气体还原为 NH3 的无阴极设计
Journal of Environmental Chemical Engineering ( IF 7.4 ) Pub Date : 2023-08-12 , DOI: 10.1016/j.jece.2023.110751 A.G. Ramu , R. Renukadevi , P. Silambarasan , Il-Shik Moon , Mydhili Govindarasu , Dongjin Choi
一氧化氮 (NOx) 是导致吸入烟气相关健康风险的最大因素之一,在燃烧固体废物时,从空气中消除这种污染物至关重要。将 NO 电化学气相还原为 NH3 是减少 NO 气体污染物积累并在室温下生产有价值的 NH3 作为产品的有前途的方法。在这项研究中,我们首次设计了一种无阴极电池,用于在室温下使用 K2[Ni(CN)4] 涂层碳毡 (CF) 电极作为电催化剂,用于气相电化学 NO 到 NH3 的转化。在此,K2[Ni(CN)4] 非均相介质在 NO 气体分子和电极之间转移电子。使用在线气相 FTIR 光谱同时监测 NO 去除效率和 NH3 形成。在无阴极气相 NORR 工艺中,K2[Ni(CN)4]/CF 电极表现出优异的 NORR 性能,NH3 产率高达 1128.9 μmol h-1 cm-2,与准参比银相比,在 -1 V 下具有优异的 89.5% NH3 法拉第效率,并增强了 NORR 的长期耐久性。值得注意的是,这是 NH3 在室温下气相 NORR 期间的最高产率和法拉第效率。此外,K2[Ni(CN)4]/CF 电催化剂在形成增值产物 (NH3) 时表现出 99% 的 NO 去除效率。此外,所提出的电催化剂在长期耐久的 NORR 操作后表现出优异的化学和形态稳定性。此外,还提出了详细的无电极电解质电池 NORR 还原机制。目前的发现为实际应用中的可持续 NORR 操作提供了很好的见解。
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