수계 은 나노점으로 효율적인 전기 촉매 질소 환원을 암모니아로

전기 촉매 질소(N2) 환원 반응(NRR)은 고효율 전기 촉매 및 전기 촉매 시스템의 개발에 의존합니다. 여기에서는 전기 촉매가 전극 기판에 적재되는 것이 아니라 수용액에 분산된 비적재 전기 촉매 시스템을 보고합니다. 이 시스템은 촉매로서 수계 Ag 나노점(AgNDs)과 전기 촉매 NRR을 위한 전류 수집기로서 금속 티타늄(Ti) 메쉬로 구성됩니다. 0.1 M Na2SO4 용액(pH = 10.5)에 균일하게 분산된 합성된 AgND는 -0.25 V(RHE 기준)에서 파라데이 효율(FE) 10.1 ± 0.7%로 NH3 생성 속도 600.4 ± 23.0 μg h-1 mgAg-1을 달성할 수 있습니다. 같은 전위에서 산소 결함이 풍부한 TiO2 나노시트를 사용하여 개조된 Ti 메쉬를 전류 수집기로 사용하면 FE를 20.1 ± 0.9%로 더 향상시킬 수 있습니다. 수계 AgND 촉매를 활용하여 Ti 판을 기반으로 한 두 전극 구성의 흐름형 전기화학 반응기가 개발되어 -1.8 V의 전압에서 FE 8.2 ± 0.5%로 NH3 생성 속도 804.5 ± 30.6 μg h-1 mgAg-1을 달성하였습니다. 설계된 비적재 전기 촉매 시스템은 이론적 계산에 의해 밝혀진 대체 수소화 메커니즘을 따르며 N2 흡착 및 활성화를 위한 AgND의 활성 자리를 최대한 활용합니다.