导语
由于化石燃料的过度使用和气候变化,许多工业化国家(包括我国在内)正在优化低碳-能源产业结构,并重点布局氢能。氨(NH3)作为一种清洁氢能源储存介质,因其能量密度高(4.32 kWh L-1)、储存压力低、运输方便等优点而备受关注。电化学固氮技术以电能作为驱动力,可将N2和H2O在室温室压温和条件下转化为NH3;同时,该技术能够很好地与可再生能源的间歇性相兼容,有望实现分布式、模块化NH3生成。因此,被认为是最有希望替代传统 “哈柏--博施”(Haber–Bosch)法的技术之一。然而,迄今为止,限制电化学固氮技术发展的主要障碍是效率太低(氨产率和法拉第效率),其核心问题是缺乏高效、稳定、价格低的催化剂。
近日,重庆大学王煜教授团队在Chemical Science期刊上发表以“In situ modification of d-band in core-shell structure for efficient hydrogen storage via electrocatalytic N2 fixation”为题的研究论文(DOI: 10.1039/D2SC03975C)。论文作者为Xiaohui Yang#、Jin Wan#、Huijuan Zhanga、Yu Wang*。该工作设计构筑了系列二维多孔核壳 V2O3/VN纳米筛材料,通过控制氧化物核上原位生长氮化壳层的厚度来调节其d带中心的位置;根据实验结果并结合DFT理论计算,揭示d带中心调控对其NRR性能的影响规律。
前沿科研成果
图1. 二维多孔核壳 V2O3/VN-2纳米筛的构建及其形貌、结构表征(来源:Chemical Science)
图2. 二维多孔核壳 V2O3/VN-2纳米筛的电化学NRR性能(来源:Chemical Science)
图3. 不同氮化程度样品的NRR本征活性比较(来源:Chemical Science)
图4. DFT计算揭示d带中心效应
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王煜教授简介
关于人物与科研
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