Forskere afslører potentiel afhængighed af nitrogenoxid -elektrisk reduktion til ammoniak

Kvælstofoxid (NO _x ), såsom nitrogenoxid (NO), er miljøforurenende stoffer. De fjernes ofte via selektiv katalytisk reduktion (SCR) teknologi.

En ny kunstig nitrogencykelsti drevet af elektrokatalyse er blevet foreslået til at koble konventionel denitrifikation og ammoniak (NH) ₃ ) syntese. Imidlertid, yderligere undersøgelser viste, at direkte elektroreduktion af NO _x til N ₂ var svært i ethvert potentiale.

For nylig, en forskergruppe ledet af prof. Xiao Jianping fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) under det kinesiske videnskabsakademi (CAS) afslørede den potentielle afhængighed af produkters selektivitet i elektrokemisk NO-reduktion (eNORR) til ammoniak.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i The Journal of Physical Chemistry Letters den 20. juli.

Forskerne tog Ag som modelkatalysator. De verificerede pålideligheden af ​​monolagsvandmodellen i elektrokatalytiske energibarriereberegninger og opnåede NORR-netværkets energi ved hjælp af tæthedsfunktionsteoretiske beregninger. Endelig, de udviklede en mikrokinetisk model for at rationalisere den generelle selektivitetstrend af eNORR med varierende potentiale.

Denne model reproducerede den eksperimentelle Faradaic effektivitet godt, kvantitativt beskriver selektivitetsomsætningen fra N ₂ O til NH ₃ og fra NH ₃ til H ₂ som gælder mere negativt potentiale.

Den første omsætning af selektivitet skyldtes den termokemiske kobling af to NO ^* begrænsning af N ₂ O produktion. Den anden omsætning blev tilskrevet den mere signifikante potentielle afhængighed af HER end NH ₃ produktion.

"Denne model giver en teoretisk guide til design af selektiv elektrokatalyse af NO _x , hvilket også er fordelagtigt at forstå den potentielle afhængighed af nogle andre elektrokatalytiske reduktionsreaktioner, " sagde prof. Xiao.