【48812】上海交大章俊良团队提醒醚类电解质效果锂介导氮复原新机制助力高效合成氨

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。