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La fijación electroquímica de nitrógeno a amoníaco está surgiendo como una estrategia sostenible para abordar las operaciones intensivas en hidrógeno y energía del proceso Haber-Bosch para la producción de amoníaco. Sin embargo, el progreso actual de la reacción de reducción de nitrógeno electroquímica (NRR) se ve impedido por una competencia abrumadora de la reacción de evolución de hidrógeno (HER) en todos los catalizadores de NRR tradicionales y la necesidad de temperatura/presión elevadas. Logramos tanto una excelente selectividad en NRR (~90%) como un aumento significativo de la eficiencia Farádica en 10 puntos porcentuales incluso en operaciones ambientales mediante el recubrimiento de una capa de un marco organometálico (MOF) superhidrofóbico sobre el electrocatalizador de NRR. Nuestro enfoque de química reticular aprovecha los efectos repelentes al agua y concentradores moleculares del MOF para superar los cuellos de botella impuestos por la HER, descubriendo las características electroquímicas sin precedentes de la NRR críticas para futuros estudios teóricos. Al favorecer la NRR originalmente desfavorecida, imaginamos nuestro diseño electrocatalítico como un punto de partida para la electroconversión de nitrógeno a amoníaco de alto rendimiento directamente a partir del aire rico en vapor de agua para abordar la creciente demanda global de amoníaco en las industrias (bio)químicas y energéticas.
Lee et al. (Vie,) estudiaron esta cuestión.