Co(OH)₂/Co₃O₄异质结

高效硝酸盐制氨

原位演化的异质结同时强化脱氧与加氢步骤，提升硝酸盐还原制氨效率。

Chun-Ming, Yang · Feng, Yue · Wei, Tingting · Li, Xiang · Wangchuan, Zhu · 王传涛 · 甄延忠 · 付峰 · Liang, Yucang

Journal of Energy Chemistry 2025

具体参数

法拉第效率（催化）

{'zh': '96.2', 'en': '96.2'} %

氨产率（催化）

{'zh': '218.5', 'en': '218.5'} μmol h⁻¹ mg_cat⁻¹

电池电压

{'zh': '1.22', 'en': '1.22'} V

电池氨产率

{'zh': '48.9', 'en': '48.9'} μmol h⁻¹ cm⁻²

电池法拉第效率

{'zh': '91', 'en': '91'} %

技术优势

脱氧更快

原位生成的异质结加速了*NO₃到*NO₂的转化，这是硝酸盐还原的决速步之一。

产氢更活

Co(OH)₂促进水解离生成活性*H，为含氮中间体的加氢提供充足氢源。

能耗更低

DFT计算表明Co(OH)₂/Co₃O₄异质结显著降低了*NO₃→*NO₂的能垒，并加速了*NH→*NH₂→*NH₃的加氢步骤。

应用场景

• 电催化制氨：在温和条件下高效产氨，替代高能耗的Haber-Bosch工艺。
• 金属-硝酸盐电池：用作正极催化剂，同时实现储能和硝酸盐还原制氨。
• 绿氨生产：利用可再生电力驱动，将硝酸盐废物转化为氨。
• 氮肥前体合成：从硝酸盐直接产氨，为氮肥生产提供前体。