电催化氮气还原合成氨反应中抑制水解析氢竞争的研究进展

摘要：

传统工业合成氨Haber-Bosch工艺条件要求严苛,并且存在高能耗以及高CO2排放问题.电催化氮气还原(nitrogen reduction reaction,NRR)是一种在常温常压下利用氮气合成氨的新工艺,具有成本低、反应条件温和、环境友好等优势.但该反应所需过电位较高,水解析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)竞争明显,导致电流密度和选择性较低,无法达到工业应用水平.本文在介绍电催化NRR合成氨的反应机理的基础上,主要从氮气分子的吸附活化和电还原阶段反应过程出发,综述了电催化氮气还原合成氨反应中HER与NRR的竞争机制.重点梳理了通过设计催化剂和反应体系抑制HER的国内外最新研究成果,最后对电催化NRR合成氨面临的挑战和机遇进行了展望.

关键词：电化学;催化剂;活化;选择性;氨;氮气还原;析氢反应

所属期刊栏目：40

分类号：TQ113.2;O646

资助基金：国家自然科学基金51708300

在线出版日期：2021-12-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：6670-6687