新型锂合金化电极突破合成氨能效瓶颈

IT时代网10月10日消息，据科技日报报道，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，相关成果已发表于《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，近年来还被视为一种潜在的无碳燃料和能源载体。传统合成氨主要依赖大型集中式工厂，难以充分利用偏远地区受限的可再生能源；利用可再生电力进行电化学合成，有望为氨生产提供更灵活的选择。不过，氮气分子结构极其稳定，现有利用锂活化氮气的电化学方法虽能以实用速率产氨，反应过程却存在固有的能效限制。

研究团队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：不在常规电极上生成金属锂，而是使用镓基材料与锂形成合金。通过这一设计，锂介导的反应能在更有利的电势条件下进行，同时保持氮气活化与产氨能力。

实验显示，优化条件下新型电极的氨法拉第效率达到 96%（误差范围正负 6%）。研究人员估计，采用该技术的电化学合成氨系统未来能量效率有望达到至少 22%。下一步，团队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，验证长期稳定运行能力。

注：本文配图由AI生成，文中包含AI辅助创作的内容。

编辑：林一舟