Angew：通过氮氧化物还原进行高浓度 NH3 电合成！

氨是生产化肥和粮食的基本原料。其工业规模的合成依赖于能源密集型的哈伯-博施工艺，该工艺严重加剧了全球碳排放。因此，基于可再生电力的替代工艺非常有用，但需要合适的电催化剂。由于 N ₂ 的溶解度低、结合强度高，在这种方法中使用 N ₂ 作为氮源可能比较困难。通过氮氧化物还原反应（NO _x RR）电化学合成 NH ₃ 是一种很有前景的替代方法。

鉴于此，近期由中国科学院长春应用化学研究所和吉林大学的研究人员，合作开发了一种在铜活化泡沫钴电极上以氮氧化物为原料高效电化学合成氨的方法。研究小组使用硝酸铜和 2-甲基咪唑 (DMZ) 溶液制备了泡沫钴电极材料，形成了一种前催化剂，然后在碱性电解液中通过电解将其活化。这种活化优化了电极材料的形态，增加了活性表面积。

研究人员将所开发的电极材料用于基于双极膜（BPM）的电解槽，以还原亚硝酸盐。他们观察到了较高的 NH ₃ 选择性，法拉第效率高达约 96%，氨产量高达约 279 mg h ^-1 cm ^-2 。电极材料显示出良好的可回收性，在 30 个循环周期内没有明显降解。研究小组在自制反应器中实现了高达 4.11 g h ^-1 的 NH ₃   产量，这证明了该方法的实际可行性。

参考文献

Gram‐level NH3 Electrosynthesis via NOx reduction on Cu Activated Co Electrode,

Dong-Xue Liu, Zhe Meng, Yong-Fu Zhu, Xue-Feng Sun, Xin Deng, Miao-Miao Shi, Qi Hao, Xia Kang, Tian-Yi Dai, Hai-Xia Zhong, Junmin Yan, Qing Jiang,

Angew. Chem. Int. Ed. 2023. https://doi.org/10.1002/anie.202315238

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