唯一通讯单位！香港中文大学(深圳)发表ACS Energy Letters（IF=22！）
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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ACS Energy Letters
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Lithium-Mediated Photoelectrochemical Ammonia Synthesis with 95% Selectivity on Silicon Photocathode
Huang H.; Tu W.; Fang L.; Xiao Y.; Niu F.; Zhu H.; Zhu X.; Wang L.; Xiong Y.; Feng J.; Li H.; Zhang M.; Zhang Y.; Yao Y.; Zhou Y.; Li H.; Zou Z.
Published：2023-01-01
DOI：10.1021/acsenergylett.3c01555
研究背景
目前，社会上的一些话题，如气候变化和环境保护，已经成为了人们关注的焦点。其中，化学合成氨的能源密集型 Haber-Bosch 过程是全球碳排放的一个重要来源。因此，使用太阳能进行光电化学（PEC）氨合成是一种有吸引力的替代技术，可以显著减少碳排放。然而，PEC 过程仍受到低法拉第效率和不足的氨形成速率的限制。
研究内容
该研究报告了一种锂介导的 PEC 设备，由 Si 光阴极和 Li 离子作为还原介质组成，以显示高效的氮还原为氨，其法拉第效率为 95%，在环境条件下的氨产率为 52.4 μg cm<sup>-2</sup> h<sup>-1</sup>。研究还揭示了 Si 光阴极在光照下提供光生电子将 Li<sup>+</sup> 离子还原为金属 Li，然后启动 Li 介导的氮还原过程，其中固态电解质界面（SEI）促进了均匀的锂沉积。这项工作为在环境条件下的氨合成提供了一种有前途的太阳能驱动催化系统。
研究意义
这项研究的创新点在于，通过使用锂离子作为还原介质，成功地实现了高效的氮还原为氨。这种技术有望成为一种环保、低碳的替代氨合成方法，为解决环境问题提供了新的思路。此外，该研究还提供了一种新的方法，即使用光电化学技术将太阳能转化为化学能。这项研究将为开发可持续能源和环保技术提供新的方向。
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