Modelling Photocatalytic N2 Reduction to Ammonia: Where We Stand and Where We Are Going

光催化 制氢 能量载体 带隙 载流子 异质结 掺杂剂 激发态 纳米技术 化学 材料科学 催化作用 光电子学 兴奋剂 原子物理学 物理 有机化学
作者
Taja Žibert,Blaž Likozar,Matej Huš
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:17 (13): e202301730-e202301730 被引量:14
标识
DOI:10.1002/cssc.202301730
摘要

Artificial ammonia synthesis via the Haber-Bosch process is environmentally problematic due to the high energy consumption and corresponding CO 2 ${_2 }$ emissions, produced during the reaction and before hand in hydrogen production upon methane steam reforming. Photocatalytic nitrogen fixation as a greener alternative to the conventional Haber-Bosch process enables us to perform nitrogen reduction reaction (NRR) under mild conditions, harnessing light as the energy source. Herein, we systematically review first-principles calculations used to determine the electronic/optical properties of photocatalysts, N2 adsorption and to expound possible NRR mechanisms. The most commonly studied photocatalysts for nitrogen fixation are usually modified with dopants, defects, co-catalysts and Z-scheme heterojunctions to prevent charge carrier recombination, improve charge separation efficiency and adjust a band gap to for utilizing a broader light spectrum. Most studies at the atomistic level of modeling are grounded upon density functional theory (DFT) calculations, wholly foregoing excitation effects paramount in photocatalysis. Hence, there is a dire need to consider methods beyond DFT to study the excited state properties more accurately. Furthermore, a few studies have been examined, which include higher level kinetics and macroscale simulations. Ultimately, we show there is still ample room for improvement with regard to first principles calculations and their integration in multiscale models.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
彭于晏应助1A采纳,获得10
刚刚
比奇堡的小鹿完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
3秒前
3秒前
谦让的元瑶完成签到,获得积分10
4秒前
刘总发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
天真的音完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
wanci应助hdc12138采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
mimi完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
ksfh发布了新的文献求助10
8秒前
山谷完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
As故发布了新的文献求助10
10秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
11秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
11秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
11秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
11秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
11秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
11秒前
鲁路修完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4应助七月不远采纳,获得10
11秒前
蔡宇滔发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
科研通AI6.2应助phy采纳,获得10
13秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
15秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
15秒前
hdc12138发布了新的文献求助10
15秒前
东方元语应助四月采纳,获得20
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
Comparative Elite Sport Development Systems, Structures and Public Policy 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7637743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9211300
关于积分的说明 19758409
捐赠科研通 7204937
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275767
关于科研通互助平台的介绍 2437385
邀请新用户注册赠送积分活动 2272928