Forskere indser fotodrevet nitrogenfiksering og ammoniaksyntese medieret af lithiumhydrid
Ammoniak er afgørende for fødevarer og fremtidig energiforsyning. I industrien produceres det hovedsageligt ved Haber-Bosch-processen, som opererer ved høje temperaturer og tryk. På grund af ammoniakindustriens høje energiforbrug og kulstofemissioner er det vigtigt at udvikle alternative materialer og tilgange til effektiv N2 reduktion til ammoniak drevet af vedvarende energi.
En forskergruppe ledet af prof. Chen Ping fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har realiseret fotodrevet nitrogenfiksering og ammoniaksyntese medieret af lithiumhydrid (LiH). Undersøgelsen er publiceret i Nature Chemistry .
LiH er det enkleste saltvandshydrid med et båndgab på 3,7 eV. Det er blevet undersøgt for brintlagring på grund af dets høje brintindhold (12,5 vægt%). Imidlertid er dehydrogeneringen af LiH termodynamisk ugunstig.
I denne undersøgelse fandt forskerne, at ultraviolet (UV) belysning af LiH kunne inducere en bemærkelsesværdig farveændring fra hvid til lyseblå, ledsaget af frigivelsen af en lille mængde H2 under omgivende forhold. Et sådant fænomen indebar, at LiH under UV-belysning gennemgik fotolyse, hvilket resulterede i foton-genererede elektroner fanget i dens brinttomgang som langlivede og elektronrige F-centre, hvilket viste en fundamentalt anderledes mekanisme for ladningsbærerseparation.
Forskerne indikerede, at belyst LiH havde en elektronrig overflade med ledige brintpladser, hvilket lettede aktiveringen af N2 at danne N-H-binding. De fodrede sammen med en N2 /H2 blanding med et lavt H2 partialtryk ind i LiH-pulverne, hvilket fører til fotokatalytisk ammoniakproduktion under omgivende forhold.
"Denne fotokemiske rute er fleksibel i drift, som kan være egnet til småskala og distribueret ammoniaksyntese drevet af intermitterende solenergi," sagde prof. Chen.
Flere oplysninger: Yeqin Guan et al., Lysdrevet ammoniaksyntese under milde forhold ved brug af lithiumhydrid, Nature Chemistry (2024). DOI:10.1038/s41557-023-01395-8
Journaloplysninger: Naturkemi
Leveret af Chinese Academy of Sciences
Varme artikler
-
Lad sædcyklerne begyndeMenneskelig sæd farvet til test af sædkvalitet i det kliniske laboratorium. Kredit:Bobjgalindo/Wikipedia Hurtigere, billigere og mindre skadelig for DNA, en mikrochip -enhed, der sætter sædceller -
Bakterielle enzymer kapret til at skabe komplekse molekyler, der normalt fremstilles af planterKredit:CC0 Public Domain Kemikere ved Scripps Research har effektivt skabt tre familier af komplekse, oxygenholdige molekyler, der normalt kun kan opnås fra planter. Disse molekyler, kaldet terpe -
Samarbejde giver opdagelse af 12-sidede silicabureDoktorand Melik Turker, venstre, har en model af et dodekaeder i Ulrich Wiesners laboratorium. På billedet er også ph.d.-studerende Yunye Gong, centrum, holder en model af en burstruktur, og postdoc-f -
Forskere opdager, at tung elementkemi kan ændre sig ved højt trykCurium krystaller med en orange glød, som forskerne brugte til at overvåge ændringerne i kemien, mens de påførte pres. Kredit:Thomas Albrecht-Schmitt / Nature Ny forskning viser, at et af de tunge
- At lave (per)bølger:Rumstudier kan forbedre fremtidige brændstoffer
- Kæmpe atomer kunne hjælpe med at afsløre mørkt stof og andre kosmiske hemmeligheder
- Tech-giganter står over for store bøder i henhold til australske cyberlove
- Brug af sociale medier har brug for strammere forskningskontrol, siger eksperter
- Overtrumfer det politiske parti ideologi?
- Hvad er den malthusiske forudsætning?