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工業氨合成徹底改變了全球農業和工業，但是其消耗大量能源并釋放大量二氧化碳（CO₂）。此外，電催化氮還原通常存在氨產率低和選擇性差的問題。

近日，浙江大學嚴建華教授和李曉東教授、中科院大連化學物理研究所王愛琴研究員（共同通訊作者）等人報道了一種串聯的“等離子體電催化”策略，并利用該策略從空氣中直接合成氨氣（NH₃）。

浙大/化物所Appl. Catal. B.：FE近100%！與單原子電催化集成的滑行電弧等離子體從空氣中直接合成氨

在-0.33 V vs RHE下，該電催化劑能穩定運行超過50 h，NH₃產率也到了~1.43 mg_NH3 cm^-2 h^-1，同時具有幾乎100%的法拉第效率（FE）。在-0.63 V vs RHE下，NH₃產率更是達到了~3.0 mg_NH3 cm^-2 h^-1，法拉第效率（FE）約為62%。

通過機理研究發現，這種顯著的性能是通過非熱等離子體分離穩定氮分子的活化，然后通過鈷單原子電催化劑（Co SACs）選擇性合成氨來實現的。根據技術經濟分析，該策略可與Haber-Bosch工藝和分布式小規模氨氣生產的吸氣式電化學氮還原技術相媲美。

Direct ammonia synthesis from the air via gliding arc plasma integrated with single atom electrocatalysis. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120667.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120667.

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