Effective Ammonia Production from Nitrogen and Water under Ambient Conditions through Proton-Coupled In Situ Radiolytic Electron Transfer

化学 放射分析 氮气 原位 氨生产 电子转移 环境化学 化学过程 固氮 可持续生产 活性氮 化学工程 化学能 过程(计算) 化学反应 生产(经济) 可持续能源 工艺工程 能量转换 组分(热力学) 生产率 传质 间歇式反应器 催化作用 分解水 大气压力
作者
Changjiang Hu,Junyi Zhao,Ruisi Chang,Hui Dong,Zhiwen Jiang,Xiang Li,Shinichi Yamashita,Pengfei Zheng,Degao Wang,Qing Huang,Xiaoping Ouyang,Yuxiang Bu,Shuao Wang,Jun Ma
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (41): 37428-37436 被引量:2
标识
DOI:10.1021/jacs.5c11505
摘要

Ammonia (NH3) is a vital component for sustaining global food supplies and fuel production, but its industrial production via the Haber-Bosch process remains energetically demanding and carbon-intensive. Here, we report an electron-beam-activated NH3 synthesis strategy that utilizes only atmospheric N2 and water as feedstocks under ambient conditions. This approach achieves an industrially relevant rate of 83.6 μmol g-1 s-1 with a substantially improved energy efficiency of 0.53 MJ/mol, which surpasses most laboratory-scale technologies and is comparable to that of the Haber-Bosch process. Time-resolved operando spectroscopic experiments, combined with theoretical calculations, reveal that this distinct activation mode enables rapid N2→NH3 conversion through a proton-coupled transfer of an in situ generated energetic hydrated electron. Furthermore, techno-economic analysis and life-cycle assessment demonstrate that the operational simplicity and exceptional throughput of the present N2 fixation approach could promote nitrogen circularity in the sustainable chemical industry.
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
echochan完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
小五完成签到 ,获得积分10
1秒前
烟花应助温婉的山水采纳,获得10
1秒前
cz发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
势在必得完成签到,获得积分10
5秒前
xwwdzz发布了新的文献求助10
5秒前
大力的灵雁应助哈哈采纳,获得10
7秒前
shareyoung发布了新的文献求助10
8秒前
jetlee发布了新的文献求助10
9秒前
势在必得发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
华仔应助从前的我采纳,获得10
12秒前
奇妙猪猪侠完成签到,获得积分10
13秒前
研友_Lw7OvL发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
科研通AI6.2应助echochan采纳,获得10
16秒前
16秒前
老蕾嗑瓜子完成签到,获得积分10
18秒前
21秒前
轻松的谷冬完成签到 ,获得积分10
21秒前
华仔应助YiZT采纳,获得10
23秒前
容彬霞发布了新的文献求助10
24秒前
落后怜南发布了新的文献求助10
24秒前
Rainlistener完成签到,获得积分10
24秒前
Leif完成签到 ,获得积分0
25秒前
琛哥物理发布了新的文献求助10
27秒前
星辰大海应助小胖子采纳,获得10
28秒前
30秒前
侯雨润完成签到,获得积分10
30秒前
32秒前
32秒前
科研通AI6.2应助艳艳采纳,获得10
32秒前
李本来发布了新的文献求助20
33秒前
orixero应助tyzhet采纳,获得10
34秒前
大力的宝川完成签到 ,获得积分10
34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
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Hemispherical Resonator Gyro: Status Report and Test Results 800
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6383835
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8196078
关于积分的说明 17330669
捐赠科研通 5437539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2875771
邀请新用户注册赠送积分活动 1852367
关于科研通互助平台的介绍 1696731