多级多孔尖晶石电催化剂

耦合产氨与硫回收

一种双功能催化剂，可在同一电解池中同时将硝酸盐转化为氨并将硫离子氧化为硫，取代高能耗析氧反应

Ding, Junyang · Zhang, Lang · 王志峰 · Liu, Qian · Hu, Guangzhi · 刘熙俊

Small 2025

具体参数

NH₃法拉第效率

{'zh': '95.2', 'en': '95.2'} %

NH₃产率

{'zh': '608.9', 'en': '608.9'} µmol h⁻¹ cm⁻²

SOR电流密度

{'zh': '100', 'en': '100'} mA cm⁻²

耦合电解槽电压

{'zh': '1.14', 'en': '1.14'} V

耐久性

{'zh': '18', 'en': '18'} h

技术优势

槽压低至1.14 V

在10 mA cm⁻²下，NO₃RR||SOR体系的槽压仅为1.14 V，远低于NO₃RR||OER体系的2.62 V，显著降低能耗。

高效产氨

法拉第效率高达95.2%（−0.80 V），产率可达608.9 µmol h⁻¹ cm⁻²，同时实现了高选择性和高产率。

双功能产氨与回收硫

同一电解池中阴极产氨、阳极氧化硫离子为硫，同步实现两种增值产物的生成，无需额外分离步骤。

应用场景

• 电催化硝酸盐还原：将废水中的硝酸盐高效还原为氨，实现污染物去除与资源化利用。
• 氨生产：以硝酸盐为原料，在温和条件下选择性产氨，替代高温高压的Haber-Bosch过程。
• 硫回收：阳极氧化硫离子为固体硫，从含硫废水中回收硫资源。
• 废水处理电解：在同一电解池中处理含硝酸盐和硫化物的废水，并产出增值产品。
• 可再生能源耦合制氢：以可再生电力驱动低能耗耦合电解，实现绿色制氨与硫回收。