麻省理工,Nature Catalysis!
研之成理
2026-07-01 22:12
文章摘要
背景:氨在现代社会中不可或缺,传统哈伯-博世合成法条件苛刻(约400-450℃、150-250 bar)且碳排放高。锂介导电化学氮还原是一种有前景的常温常压替代方案,但固态电解质界面(SEI)的形成和作用机制尚不明确。研究目的:本研究利用原位拉曼光谱技术,在含LiClO4和LiFSI的电解液中,系统探究N2、乙醇与电沉积锂的相互作用,揭示SEI组成与动力学如何调控氨合成,并建立SEI性质与性能之间的直接关联。结论:研究发现,乙醇不仅作为质子给体,还通过形成乙醇锂(LiOEt)重塑SEI以激活N2。富含LiOEt和LiOH的SEI能增强锂表面反应活性,而LiClO4体系形成的富含Li2O和LiCl的SEI则限制物质传输并抑制性能。通过电解液设计(使用LiFSI)和电流密度调控,可优化SEI组成,在低过电位下实现高达16%的法拉第效率和5.5 nmol·s⁻¹·cm⁻²的氨产率。本研究为通过定制SEI推进电化学氨合成提供了设计原则。
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