水微滴约束等离子体电子实现二氮氧化

氧化速率提升60倍，能耗降低三分之二

利用带正电的水微滴作为静电约束界面，将低能等离子体电子重新赋能并导向二氮氧化反应，显著提升固氮效率并降低能耗。

Jia, Xiuquan · Jianhan, Wu · Zhendong, Luo · Chen, Shaowei · 曹利平 · Li, Zhenming · Yang, Yifan · Jiang, Jichun · Chen, Xuke · 毕盛 · Hua, Lei · 耿柠波 · Jiping, Chen · Chen, Huanhao · Francisco, Joseph S. · Fan, Xiaolei · 王峰

Journal of the American Chemical Society 2026

参数信息

二氮氧化速率提升倍数
60 倍
功率消耗降低比例
2/3
硝酸盐能量效率
1.65 μmol J⁻¹

技术优势

速率激增

静电约束将低能电子重新赋能并导向微滴-空气界面，促进界面水裂解并触发•OH介导的二氮氧化途径，使反应速率提升60倍。

能耗锐减

在微滴电荷弛豫最小化条件下，等离子体能量被限域于界面，降低放电电压即可维持反应，功率消耗降低三分之二。

比肩电解

硝酸盐能量效率达到1.65 μmol J⁻¹，与基于电解的工业基准相当水平。

室温固氮

利用带电微滴与等离子体的协同作用，在温和条件下实现二氮氧化，无需高温高压。

应用场景