时间: 2024-07-05 09:46:19 | 作者: 特种活性剂
近来,上海交大机械与动力工程学院燃料电池研讨所章俊良课题组在Journal of the American Chemical Society上宣布研讨论文“Lithium-mediated ammonia electrosynthesis with ether-based electrolytes”,系统研讨了以醚类作为电解质溶剂的锂介导合成氨道路。燃料电池研讨所博士生蔡熙阳、尤佳彬,巴黎杰出工程师学院本科生黎兴典为论文的一起榜首作者;章俊良教授、沈水云副教授和魏光华副教授为论文的通讯作者。
氨是全球年产量排名第二的化工原料,被遍及的应用于农业、工业、医药、新能源等范畴。现在,人类出产日子所需求的氨主要是经过哈伯反响在高温、高压下得到。针对哈伯反响当时存在的高能耗、高二氧化碳排放等问题,锂介导氮气复原反响为合成氨进程供给了新思路,即以电能代替传统热力学能,完成了常温常压下的固氮反响,故被认为是一种极具潜力的合成氨代替技能。但是,锂介导合成氨也面临着反响速率受限、副反响杰出、氨产品别离困难等技能瓶颈,这样一些问题为电解液的逐渐优化提出了新的应战。
在上述布景下,论文提醒了醚类溶剂在锂介导合成氨反响中关键效果。经过电化学测验,结合分子动力学核算及物理化学表征,研讨之后发现溶剂分子将主导电解液中的锂离子的溶剂化构型,并诱导电极标明发生不同组分和描摹特征的固体电解质界面膜,从而影响系统的导电性、副反响剧烈程度、氨产品散布和法拉第功率。一起,研讨还在四氢呋喃溶剂中完成了58.5 ± 6.1%的高法拉第功率,并在二甲氧基乙烷溶剂中完成低极化,高稳定性的接连合成氨。这项作业扫兴了锂介导合成氨系统中的溶剂挑选,提醒了溶剂的关键效果,并为开发下一代溶剂指明晰方向。