Schematisk översikt av defekter och gränssnittsteknik för effektiv e-NRR-elektrokatalysator. Kredit:Journal of Energy Chemistry
Den elektrokemiska kvävereduktionsreaktionen (e-NRR) under omgivningsförhållanden är en framväxande strategi som används för att ta itu med de väte- och energikrävande processer som ingår i industriell ammoniak (NH) 3 ) syntes via den traditionella Haber-Bosch-processen. Dock, e-NRR-prestandan är för närvarande hämmad av den inneboende trögheten hos N 2 molekyler, extremt långsam kinetik, och överväldigande konkurrens från väteutvecklingsreaktionen (HER), vilket alla resulterar i ett otillfredsställande utbyte och ammoniakselektivitet.
För att uppnå en NRR med hög selektivitet och hög prestanda under omgivningsförhållanden, den rationella utformningen av effektiva elektrokatalysatorer är brådskande. Defekt- och gränssnittsteknik kan uppnå nya fysikaliska och kemiska egenskaper, såväl som överlägsna synergistiska effekter för olika elektrokatalysatorer.
Nyligen, forskargruppen Wang Danhong vid Nankai University granskade de senaste framstegen för e-NRR-katalysatorer under omgivande förhållanden ur perspektivet av defekter och gränssnittsteknik. Författarna gav först en allmän introduktion till NRR-mekanismen. Senare, författarna tillhandahöll en omfattande och detaljerad genomgång av defekter och gränssnittsteknik för e-NRR-elektrokatalysatorer, betoning av klargörandet av aktiva platser och inneboende mekanismer.
De diskuterade hur defekten (vakanser, heteroatomdopning, enatom, kristallfasetter, amorfisering) teknik och ytan (metall-metalloxidgränssnitt, metall-kol material gränssnitt, intermetalliska föreningar ur legerade strukturers synvinkel, gas-elektrolyt-katalysator-gränssnitt) reglering ändrar antalet aktiva platser eller den elektroniska strukturen, och sedan främja aktiviteten hos NRR-elektrokatalysatorer.
I det sista avsnittet, författarna sammanfattade den nuvarande forskningsstatusen och utmaningarna inom detta framväxande område från olika aspekter och diskuterade de potentiella strategierna för att utveckla mer avancerade NRR-elektrokatalysatorer. Det förväntas att denna översyn kommer att stimulera och hjälpa forskare att skapa mer effektiva katalysatorer för den elektrokemiska NRR.
