高效室溫固氮電催化劑制備成功

　　近日，寧夏大學(xué)羅民教授課題組首次通過兩步法(碳化和氧化熱處理工藝)調(diào)控制備基于金屬有機框架的納米復(fù)合電催化劑材料，獲得了具有新穎核殼結(jié)構(gòu)的用于常溫電化學(xué)固氮(NRR)的高效電催化劑。

　　該研究工作是電催化固氮領(lǐng)域研究的重要進展，不僅開發(fā)了一種新型、高效的電催化劑，也為在電催化固氮領(lǐng)域探索更多廉價、綠色的非貴金屬催化劑材料提供了一條可行的研究思路與實驗依據(jù)。

　　該新型復(fù)合催化劑的氨產(chǎn)率和法拉第效率均優(yōu)于目前已有報道的絕大多數(shù)NRR電催化劑。實驗表明，其優(yōu)越的合成氨性能源于Co3O4中高濃度的氧空位和氮摻雜多孔炭的協(xié)同作用，此外，由于氮氣被約束在“殼”內(nèi)更有利于進行高頻碰撞并增加NRR中間產(chǎn)物的濃度，提高控制步驟的反應(yīng)速率，能夠進一步提高電催化性能。

　　目前全球氨產(chǎn)量約為1.5億噸/年，主要依賴于Haber-Bosch反應(yīng)來實現(xiàn)，但該技術(shù)不僅耗能巨大，且排放大量的溫室氣體CO2。因此，在能源危機和環(huán)境問題日益凸顯的全球背景下，尋找一種綠色環(huán)保、低能耗的合成氨方法具有重要意義。近年來，常溫電化學(xué)固氮逐漸成為了一種研究廣泛的合成氨新路徑。