氨在化肥生產和化學合成中非常重要。它還可以作為未來氫經濟的無碳能源載體。在全球降低碳排放努力的推動下,鋰介導的電化學氮還原(LiNR)合成氨被認為是哈伯-博世工藝的一種有前景的替代方案。近年來,通過探索有利的鋰鹽和質子供體電解質配方,LiNR 的性能取得了顯著的改進,但溶劑研究仍處于起步階段。
在這項工作中,上海交通大學Shuiyun Shen,Guanghua Wei,Junliang Zhang對基于醚的溶劑對 LiNR 進行了系統研究。
文章要點
1)候選溶劑的評估基于其電導率、寄生反應、產物分布和法拉第效率。值得注意的是,二甲氧基乙烷在所研究的系統中具有最低的潛在損失,而四氫呋喃在環境壓力下實現了 58.5 ± 6.1% 的出色法拉第效率。
2)研究人員發現溶劑分子通過決定導電離子的溶劑化構型并誘導不同組成的固體電解質界面的形成來影響上述特性。這項研究強調了溶劑在 LiNR 工藝中的重要性,并推進了電解質優化以獲得更好的性能。
參考文獻
Xiyang Cai, et al, Lithium-Mediated Ammonia Electrosynthesis with Ether-Based Electrolytes, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c08965
https://doi.org/10.1021/jacs.3c08965