科技日报北京10月9日电 （记者张佳欣）澳大利亚莫纳什大学等机构的研究人员开发出一种新型锂合金化电极，突破了电化学合成氨面临的能效瓶颈，可显著降低利用可再生电力合成氨所需的能量。该成果有望推动氨生产摆脱对化石燃料的依赖。相关研究9日发表于《Cell Press Blue》期刊。
氨是全球农业生产的重要原料，广泛用于制造氮肥。近年来，氨还被视为一种潜在的无碳燃料和能源载体。目前，传统合成氨主要依赖大型集中式工厂，难以充分利用分布在不同地区的可再生能源，尤其是那些因地理位置偏远或输电条件受限而未能得到有效利用的能源。利用可再生电力进行电化学合成，有望为氨生产提供更加灵活的选择。
然而，氮气分子结构极其稳定，难以直接转化为氨。现有的一种电化学合成方法利用锂帮助活化氮气，虽然能够以实用的速率生产氨，但反应过程存在固有的能效限制。如何在保持氮气活化能力的同时降低能耗，成为研究人员需要解决的关键问题。
为此，研究人员与澳大利亚皇家墨尔本理工大学合作，改变了传统电极的材料设计。他们没有采用在常规电极上生成金属锂的方式，而是使用镓基材料，使其与锂形成合金。通过这种设计，锂介导的反应能够在更有利的电势条件下进行，同时仍能有效活化氮气并生成氨。
实验结果显示，在优化条件下，新型电极的氨法拉第效率达到96%±6%。法拉第效率反映了通过电极的电荷中有多大比例用于目标反应，这一结果表明，绝大部分电流都用于合成氨。不过，法拉第效率并不等同于整个系统的能量效率，后者还受到电解过程所需电压等因素影响。
研究人员估计，采用这一技术的电化学合成氨系统，未来能量效率有望达到至少22%。这项概念验证研究表明，通过调整阴极材料的组成，有可能突破长期制约锂介导合成氨的能效限制，也为探索不同材料组合、在相对温和的条件下活化氮气提供了新的研究空间。
研究人员表示，下一步将把新型锂合金化阴极集成到更接近实际生产条件的电解槽原型中，扩大阴极材料的制备规模，并验证其长期稳定运行能力和能效表现。只有进一步提高效率、实现稳定生产，才能推动这项技术走向商业应用。
科技日报北京10月9日电 （记者张佳欣）澳大利亚莫纳什大学等机构的研究人员开发出一种新型锂合金化电极，突破了电化学合成氨面临的能效瓶颈，可显著降低利用可再生电力合成氨所需的能量。该成果有望推动氨生产摆脱对化石燃料的依赖。相关研究9日发表于《Cell Press Blue》期刊。
氨是全球农业生产的重要原料，广泛用于制造氮肥。近年来，氨还被视为一种潜在的无碳燃料和能源载体。目前，传统合成氨主要依赖大型集中式工厂，难以充分利用分布在不同地区的可再生能源，尤其是那些因地理位置偏远或输电条件受限而未能得到有效利用的能源。利用可再生电力进行电化学合成，有望为氨生产提供更加灵活的选择。
然而，氮气分子结构极其稳定，难以直接转化为氨。现有的一种电化学合成方法利用锂帮助活化氮气，虽然能够以实用的速率生产氨，但反应过程存在固有的能效限制。如何在保持氮气活化能力的同时降低能耗，成为研究人员需要解决的关键问题。
为此，研究人员与澳大利亚皇家墨尔本理工大学合作，改变了传统电极的材料设计。他们没有采用在常规电极上生成金属锂的方式，而是使用镓基材料，使其与锂形成合金。通过这种设计，锂介导的反应能够在更有利的电势条件下进行，同时仍能有效活化氮气并生成氨。
实验结果显示，在优化条件下，新型电极的氨法拉第效率达到96%±6%。法拉第效率反映了通过电极的电荷中有多大比例用于目标反应，这一结果表明，绝大部分电流都用于合成氨。不过，法拉第效率并不等同于整个系统的能量效率，后者还受到电解过程所需电压等因素影响。
研究人员估计，采用这一技术的电化学合成氨系统，未来能量效率有望达到至少22%。这项概念验证研究表明，通过调整阴极材料的组成，有可能突破长期制约锂介导合成氨的能效限制，也为探索不同材料组合、在相对温和的条件下活化氮气提供了新的研究空间。
研究人员表示，下一步将把新型锂合金化阴极集成到更接近实际生产条件的电解槽原型中，扩大阴极材料的制备规模，并验证其长期稳定运行能力和能效表现。只有进一步提高效率、实现稳定生产，才能推动这项技术走向商业应用。
3月15日，我国一些地区停止居民集中供热。初春时节，乍暖还寒。停暖初期昼夜温差较大，老人、儿童等身体较弱者，可能需要使用电暖气、电热毯等取暖设备，这导致部分家庭近来用电量增加。最近，一款名为 2024年03月19日，以“初心如磐•向新出发”为主题的2024智能家居UP峰会CSHIA智能家居开年盛典在杭州成功举行。大会现场，由全国专业标准化技术委员会委员、CSHIA秘书长、中智盟投资创始人周 人类的语言自产生以来，就不断演化发展。发音、词汇、语法的演变过程，是语言学家较为关注的领域。语言演化的根本动力是什么，演化又呈现出怎样的规律？我国科学家主导的一项心理学研究显示，人类的某 3月21日上午，全球首列氢能源市域列车在中车长客股份公司（以下简称“中车长客”）试验线上进行了时速160公里满载运行试验。当日试验过程中，车以160公里/小时速度运行的列车，每公里实际运行平均能耗 美国和法国的科学家联合团队借助新的3D打印技术，开发出一种多层人造皮肤，只需18天即可长成。这种仿真皮肤可用于提升护肤品测试效率，并催生更好的皮肤治疗方法。相关研究发表于新一期《先进功能 3月23日，“天卫科技03星”暨“华祥苑壹号”卫星在厦门举行出征仪式，这是由厦门本土企业天卫科技制造研发的第三颗服务当地建设的商业卫星，标志着厦门航天卫星应用领域商业化、产业化发展更进一 。本文链接：新型电极突破电化学合成氨能效瓶颈http://www.sushuapos.com/show-2-17226-0.html
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