High‐Yield Ammonia Production from Al‐Nitrate Battery via Anodic Al&NO 3 − Spontaneous Reaction Driven Cathodic Nitrate Reduction Reaction

阳极 材料科学 阴极保护 电池(电) 阴极 法拉第效率 催化作用 电化学 无机化学 化学工程 硝酸盐 制氢 氨生产 合金 电催化剂 析氧 氧化还原 产量(工程) 串联 废水
作者
Lili Chen,Wanqiang Yu,Yijie Wang,Yuke Chen,Man Huang,Hua Tan,Xin Liu,Kai Jiang,Shuqiang Jiao,Hong Liu,Weijia Zhou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (9): e16520-e16520 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adma.202516520
摘要

The electrocatalytic nitrate reduction reaction (NIRR) offers a sustainable alternative for ammonia (NH3) synthesis, addressing the limitations of the energy-intensive Haber-Bosch process. This study introduces a novel aluminum-nitrate (Al-NO3 -) battery system that integrates anodic Al and NO3 - (Al&NO3 -) spontaneous reactions with cathodic NO3 - reduction, enabling simultaneous NH3 production and electricity generation. The CuNi alloy films, synthesized via pulse laser confined bombardment (PLCB) technology, serve as efficient NIRR cathodes with tandem catalytic sites, delivering an NH3 production rate of ≈58.04 mg h-1 cm-2 with a Faradaic efficiency (FE) of 99.40% at -1.3 V vs. Hg/HgO. The Al-NO3 - battery system, incorporating NO3 - in both anodic and cathodic electrolytes, suppresses hydrogen evolution at the anode, and achieves an apparent FE exceeding 100% due to NO3 - consumption for NH3 production through both cathodic NIRR and the spontaneous anodic Al&NO3 - reaction. Extended stability studies indicated continuous operation exceeding 50 h, with peak apparent FE reaching ≈183.60%. This system demonstrates a high NH3 yield of over 10.0 mg h-1 cm-2 at a current density of 40 mA cm-2. The findings highlight the potential of Al&NO3 - spontaneous reactions to drive cathodic NO3 - reduction, offering a sustainable pathway for NH3 synthesis from NO3 --rich wastewater while generating electrical energy.
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
刚刚
Allin发布了新的文献求助10
2秒前
小乔发布了新的文献求助10
3秒前
jim发布了新的文献求助10
4秒前
111发布了新的文献求助10
5秒前
无私鹰发布了新的文献求助10
5秒前
想屙shi完成签到,获得积分10
6秒前
思源应助如意的尔冬采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.2应助紫津采纳,获得10
7秒前
九玖酒发布了新的文献求助10
9秒前
白樱恋曲发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
sdzk完成签到,获得积分10
12秒前
上官若男应助海洋球采纳,获得10
12秒前
van发布了新的文献求助10
13秒前
RRL完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
初景发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
16秒前
fighting完成签到 ,获得积分10
16秒前
AFun发布了新的文献求助30
16秒前
liujian完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
一胖完成签到 ,获得积分10
18秒前
11完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
慢慢发布了新的文献求助10
19秒前
cometa完成签到,获得积分10
20秒前
wayne_zhou发布了新的文献求助10
20秒前
FAIRY完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
Ava应助一一采纳,获得10
21秒前
22秒前
李小羊完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
海洋球发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(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
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6543895
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8333532
关于积分的说明 17857914
捐赠科研通 5651751
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2937126
邀请新用户注册赠送积分活动 1913408
关于科研通互助平台的介绍 1775782