記者9月8日從哈爾濱工業大學（深圳）獲悉，該校理學院教授何思斯與副教授周佳課題組在硝酸鹽電催化轉化領域取得突破性成果，設計出一種在廢水中利用及高效轉化硝酸鹽為氨的高效電催化劑，為廢水處理和低碳能源生產提供了新途徑。相關研究成果于近日發表在《自然·通訊》上。
電催化硝酸鹽還原制氨（以下簡稱NRA）被認為是低成本可持續的氨能獲取方式，該種方式能夠將工業廢水中的硝酸鹽轉換為清潔能源氨。
該研究中，科研人員提出以梯度濃度結構驅動設計來加速低濃度硝酸鹽中硝酸鹽電還原制氨反應的策略，并測試出梯度結構的NRA電催化劑在典型工業廢水（2000ppm）的低硝酸鹽濃度下，超過93%的氨氣生產法拉第效率和1.0安培每平方厘米的工業級氨氣電流密度，同時穩定工作時長可達720小時。
同時，科研人員還結合原位譜學表征和理論計算，揭示該催化劑的NRA反應機理。并以此反應機理組裝出的膜電極器件，可在高電流密度下穩定工作超過100小時，證實該NRA催化劑具備工業潛力。
據悉，該研究對于推動工業廢水處理和電催化綠氨制備，進而實現綠色低碳能源戰略具有重大意義。
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