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相比于當(dāng)前制氮工業(yè)的高能耗和大量溫室氣體排放，在溫和條件下的電化學(xué)固氮具有優(yōu)異的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

湖南大學(xué)譚勇文團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種納米多孔碳化硼(np-B₁₃C₂)催化劑，能夠用于高效電化學(xué)固氮。

作者通過(guò)冶金合金設(shè)計(jì)和化學(xué)蝕刻制備出np-B₁₃C₂。該催化劑對(duì)于N₂的還原(NRR)和氧化(NOR)反應(yīng)表現(xiàn)出高活性：

對(duì)于NRR，在-0.05 VRHE下，NH₃的生產(chǎn)速率達(dá)到91.28 μg h^-1 mg_cat.^-1，法拉第效率為35.53%，并且具有超過(guò)70 h的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；對(duì)于NOR，該催化上NO₃^–的生產(chǎn)速率達(dá)到165.8 μg h-1 mgcat.-1，法拉第效率為8.4%。

原位拉曼光譜和DFT計(jì)算表明，B₁₃C₂中C和B位點(diǎn)之間的強(qiáng)相互作用，使得B上的電子富集，導(dǎo)致電子在B₁₃C₂上重新排布，帶正電荷的B原子有利于N₂吸附和進(jìn)一步活化，并為B-N鍵的形成以及隨后NH₃和NO₃^–的形成提供了催化中心。

此外，C的引入可以增加催化劑固有的電導(dǎo)率，降低反應(yīng)物的結(jié)合能，從而提高N₂的轉(zhuǎn)化性能。

Nanoporous B₁₃C₂ towards highly efficient electrochemical nitrogen fixation. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202102814

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湖大譚勇文Small: 納米多孔np-B13C2用于高效電化學(xué)固氮

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