​吉大AEM：增强空气活化助力高效生产氨

氨（NH₃）作为肥料的主要成分，与农业息息相关。此外，NH₃因其高能量密度、含氢量高而在氢经济中引起广泛关注。因此，迫切需要开发一种新的NH₃合成技术来替代传统的Haber-Bosch工艺。基于此，吉林大学鄢俊敏教授（通讯作者）等人报道了通过将非热等离子体氧化与电还原相结合，以实现高效的两步合成NH₃。

作者首先将等离子体与Ti起泡器集成在一起，并且在等离子体和Ti起泡器的双重作用下，在NaOH吸收液中有效产生硝酸盐/亚硝酸盐（NO_x^–），产率最高达到55.29 mmol h^-1。等离子体生成的NO_x^–水溶液直接用作后续电催化硝酸盐/亚硝酸盐还原反应（eNO_xRR）的电解质，并制备了富含氧空位的Co₃O₄纳米颗粒（Co₃O₄ NPs）作为催化剂。

密度泛函理论（DFT）计算表明，氧空位的引入使其相邻的Co原子具有更高的活性，从而促进了NO_x^–的吸附和加氢，同时抑制了析氢反应（HER）。因此，富含氧空位的Co₃O₄ NPs具有39.60 mg h^-1 cm^-2的显著NH3产率、法拉第效率（FE）高达96.08%和大电流密度（376.48 mA cm^-2），优于已报道的N₂或NO_x^–电还原。

该工作不仅证明了以可持续的方式从空气中合成工业NH₃的可行性，而且有助于未来对整个NH₃生成反应体系进行创新，包括反应路线、装置和催化剂。

Efficient Ammonia Production Beginning from Enhanced Air Activation. Adv. Energy Mater., 2022, DOI: 10.1002/aenm.202202105.

https://doi.org/10.1002/aenm.202202105.