电化学氮气还原催化剂设计方法及研究进展

作者：于丰收; 田李园

来源：河北工业大学学报, 2022, 51(04): 55-64.

DOI：10.14081/j.cnki.hgdxb.2022.04.007

• 氮气
• 还原
• 氨气合成
• 催化剂
• 电化学

氨气 (NH3) 作为一种基础化学品，在化工、农业等领域有着广泛应用。目前，工业上主要采用Haber-Bosch 工艺，在高温 (300～600 ℃) 和高压 (20～40 MPa) 条件下，以 H2和 N2为原料合成 NH3。NH3的需求量大，生产过程严苛，使合成氨工业成为目前耗能最高的化工过程，该过程每年消耗的化石能源占全球能耗的 1%～2%。电催化氮气还原 (NRR) 是在较低电位下以水为质子和电子源，直接将 N2转化成NH3的绿色、可持续过程。本文主要概述了 NRR 催化剂设计策略及研究进展。首先介绍了 NRR 反应原理和挑战，然后综述了催化剂的设计方法，通过杂原子掺杂、边缘工程、结构调控等方式精确设计催化剂，提高 NRR 反应的性能和反应效率。

• 单位
  河北工业大学