镧掺杂Co₃O₄纳米线阵列

高效制氨

一种镧掺杂的四氧化三钴纳米线阵列电极，能够在常温常压下高效将硝酸盐还原为氨，同时去除废水中的污染物，实现变废为宝。

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Science China Materials 2024

参数信息

氨法拉第效率

96.36 %

氨产率

537.44 µmol h⁻¹ cm⁻²

Zn–NO₃⁻ 电池峰值功率密度

9.86 mW cm⁻²

技术优势

产氨效率更高

镧掺杂促进了硝酸根吸附并优化了加氢过程，使氨产率比未掺杂 Co₃O₄ 提高近一倍。

选择性也更好

法拉第效率从 87.78% 提升至 96.36%，表明副反应受到抑制，更多电子用于生成氨。

还能驱动电池

以该电极组装的 Zn–NO₃⁻ 电池实现了 9.86 mW cm⁻² 的峰值功率密度，展示其在能源转换器件中的应用潜力。

应用场景

• 电催化合成氨：用硝酸盐废水直接制氨，替代高能耗的 Haber-Bosch 工艺。
• 废水处理：在去除硝酸盐污染物的同时回收氨，实现资源化处理。
• 金属-硝酸盐电池：作为 Zn–NO₃⁻ 电池阴极，既能发电又能同时处理硝酸盐废水。
• 绿色氨生产：在常温常压下以电能为驱动合成氨，减少碳排放。