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J-GLOBAL ID：202202230674509616   整理番号：22A0706601

高速電気化学硝酸塩還元のための多孔性二次元鉄-シアノナノシート【JST・京大機械翻訳】

Porous Two-dimensional Iron-Cyano Nanosheets for High-rate Electrochemical Nitrate Reduction

著者 (6件)： Fang Zhiwei (Materials Science and Engineering Program and Walker Department of Mechanical Engineering, The University of Texas at Austin, Texas, United States) ,  Jin Zhaoyu (Center for Electrochemistry, Department of Chemistry, The University of Texas at Austin, Texas, United States) ,  Tang Sishuang (Materials Science and Engineering Program and Walker Department of Mechanical Engineering, The University of Texas at Austin, Texas, United States) ,  Li Panpan (Materials Science and Engineering Program and Walker Department of Mechanical Engineering, The University of Texas at Austin, Texas, United States) ,  Wu Ping (Jiangsu Key Laboratory of New Power Batteries, Jiangsu Collaborative Innovation Center of Biomedical Functional Materials, School of Chemistry and Materials Science, Nanjing Normal University, Jiangsu, China) ,  Yu Guihua (Materials Science and Engineering Program and Walker Department of Mechanical Engineering, The University of Texas at Austin, Texas, United States)
資料名： ACS Nano  (ACS Nano)
巻： 16  号： 1  ページ： 1072-1081  発行年： 2022年 
JST資料番号： W2326A  ISSN： 1936-0851  CODEN： ANCAC3  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Ammonia(NH_3)は農業における必須成分であり,水素キャリアとしてクリーンエネルギーの有望な供給源である。しかし,アンモニア生産のための現在の主要な方法は,大量のエネルギー消費と厳しい環境問題をもたらすHaber-Boschプロセスである。窒素(N_2)還元と比較して,より高いNH_3収率とファラデー効率を有する電気化学的硝酸塩還元反応(NO_3RR)は,環境条件下での効率的なNH_3生産に有望である。効率的なNO_3RRを達成するために,電極触媒は,高いNH_3収率を有する高い選択性とファラデー効率を示すべきである。本研究では,高速NO_3RRのin situ電気化学処理に続く二次元(2D)鉄系シアノ配位高分子ナノシート(Fe-シアノNS)を開発した。トポタクチック変換とin situ電解還元により生成したFe0活性部位への硝酸塩の強い吸着のため,2D Fe-シアノ電極触媒は,42.1mg h-1mg_cat-1の収率で高い触媒活性を示し,-0.5V(対可逆水素電極,RHE)でのNH_3生成に対して90%以上のファラデー効率を示した。さらに,2D多孔質ナノ構造の超親水性表面と増強電気化学表面積が,高速NO_3RR活性に寄与することを,さらなる電気化学的キャラクタリゼーションは明らかにした。2電極配置におけるNO_3RRと酸素発生反応(OER)に対する電解槽を2D Fe-シアノに基づいて構築し,26.2%のエネルギー効率を達成した。本研究は,NO_3RRに対する遷移金属ナノシートのトポタクチック変換に向けた代替方法論を提供し,高レート電極触媒に対する触媒の親水性のしばしば見られる寄与を明らかにした。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *還元 ,  遷移金属 ,  化学反応 ,  触媒 ,  カソード還元 ,  触媒活性 ,  アンモニア ,  *硝酸塩 ,  活性部位 ,  電解槽 ,  電極触媒 ,  *電気化学 ,  *二次元 ,  *ナノシート
準シソーラス用語： 超親水性 ,  酸素発生反応 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 電極触媒 ,  ナノシート ,  ナノ多孔性 ,  硝酸塩還元 ,  プルシアンブルー類似体

分類 (2件)： 電気化学反応  (CB07050F) ,  その他の触媒  (CB06123Z)

タイトルに関連する用語 (4件)： 電気化学 ,  硝酸塩還元 ,  多孔性 ,  鉄