NiFe₂O₄纳米阵列

常温常压高效固氮

泡沫镍上原位生长的NiFe₂O₄纳米阵列,在异丙醇-PBS电解液中实现高效电催化氮还原,显著提升氨产率和法拉第效率。

Chang, Chen · Cui, Min · Wang, Qian · 崔朋蕾 · 张聪 · Qian, Yang · 任聚杰

Energy Advances 2023

参数信息

氨产率
1.1 μg h⁻¹ cm⁻²
法拉第效率
30 %

技术优势

氮气溶解度提高十倍

异丙醇在常温常压下对氮气的溶解度比水溶液高一个数量级以上,从源头提升了反应物浓度。

钾离子抑制析氢

电解液中的K⁺能有效抑制析氢反应,减少与氮还原的竞争,从而提高法拉第效率。

法拉第效率超过30%

在常温常压条件下,该体系的法拉第效率超过30%,显著高于许多已报道的水系氮还原电催化剂。

理论计算验证反应路径

密度泛函理论计算建立了N₂在NiFe₂O₄(311)晶面的吸附模型,证明该电催化氮还原遵循交替加氢路径,为机理理解提供依据。

应用场景