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초록 전기화학적 질소 환원 반응(NRR)은 암모니아 합성을 위한 에너지 집약적인 하버-보쉬 공정에 대한 유망한 대안입니다. 가능한 전기 촉매 중 비스무스 기반 물질은 전자 구조와 낮은 수소 발생 활성이 독특한 NRR 특성을 보여주었습니다. 그러나 반응 전위 하에서의 구조적 및 화학적 변화로 인해 활성 부위 및 반응 메커니즘을 식별하는 것은 여전히 어렵습니다. 여기서, 현장 라만 분광법과 전자 현미경을 보완하여 NRR 동안 Bi 종의 구조적 및 화학적 변화를 조사합니다. 나노막대 모양의 비스무스 기반 금속-유기 프레임워크는 현장에서 환원되어 적용된 전위 하에서 밀접하게 접촉된 Bi 0 나노입자로 파편화됩니다. 파편화된 Bi 0 나노입자는 중성 및 산성 전해질 모두에서 우수한 NRR 성능을 나타내며, 가역 수소 전극에 대해 -0.7 V에서 암모니아 수율이 3.25 ± 0.08 µg cm −2 h −1이고, 0.10 m Na 2 SO 4에서 -0.6 V에서 파라데이 효율이 12.11 ± 0.84%입니다. 온라인 차별 전기화학 질량 분석법은 NRR 동안 NH 3 및 N 2 H 2의 생성을 감지하여 2단계 환원 및 분해를 통한 가능한 경로를 제시합니다. 이 작업은 NRR 조건 하에서 전기 촉매의 전자 및 기하학적 구조를 모니터링하고 최적화하는 것의 중요성을 강조합니다.
Yao et al. (화요일,) 이 질문을 연구했습니다.