多孔碳基电催化材料

飞灰高值电催化

以煤气化飞灰为原料，经一步煅烧制备的富缺陷多孔碳材料，兼具高比表面积和天然碱性金属氧化物活性位，用于电催化氮还原合成氨。

Hui-Jia, Mi · Ma, Yaya · Feng, Wang · Jun-Liang, Gao · Jun, Xiong · Xiaoqin, Yang · Chang, Chenglin · 申威峰 · 莫文龙

Fuel 2027

具体参数

比表面积

{'zh': '642.9', 'en': '642.9'} m²/g

缺陷密度

{'zh': '1.07', 'en': '1.07'}

电荷转移电阻

{'zh': '5.286', 'en': '5.286'} Ω

NH₃产率

{'zh': '2.53', 'en': '2.53'} μg·h⁻¹·cm⁻²

法拉第效率

{'zh': '19.15', 'en': '19.15'} %

技术优势

原料廉价

使用煤气化飞灰作为前驱体，成本低且来源广泛。

工艺简单

仅需一步煅烧即可获得高性能电催化剂，无需复杂处理。

性能优异

在−0.4 V下法拉第效率达19.15%，氨产率1.71 μg·h⁻¹·cm⁻²，优于许多报道的碳基催化剂。

自活化成孔

煅烧过程原位释放CO₂等气体，形成丰富介孔和高比表面积。

应用场景

• 电催化氮还原：利用飞灰基多孔碳电极，在温和条件下电催化合成氨，替代高能耗Haber-Bosch工艺。
• 碳基催化剂：提供丰富的缺陷和介孔结构，促进N₂吸附与活化，提升催化性能。
• 绿色氨合成：利用固体废弃物制备催化剂，实现绿色低碳的氨合成路线。