《表1 Ru电极于不同实验条件下的氨产率和法拉第效率[22]》

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《氮气电化学合成氨催化剂研究进展》

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2000年，Kordali等[22]以Ru单质为催化剂成功进行氮气电化学还原合成氨，并探究了影响该反应动力学的相关因素（表1）。结合其他相关的研究报道发现，催化剂的催化活性与氮气的流速无关[23-24]，而与系统温度[25-27]、外加电压[28-33]以及电解液酸碱度[34-35]密切相关。Sheets等[24]以Pt和Ir单质为催化剂催化氮气电化学还原合成氨，在聚合物凝胶为电解质、电池电压为0.25 V条件下，Ir和Pt的氨产率分别为2.142×10-11mol·cm-2·s-1和0.304×10-11mol·cm-2·s-1，法拉第效率分别为0.0108%和0.0026%，表明Pt的NRR性能较差，可能归因于Pt是活跃的HER催化剂，其更快的HER动力学一定程度上抑制了NRR[36-37]。而Bao等[25]通过种子生长法制备出Au纳米棒，此纳米棒在-0.2 V (vs RHE）的控制电位下氨产率为1.648μg·cm-2·h-1，法拉第效率为4%；而Yao等[38]通过化学沉积法制备的Au纳米薄膜在-0.5V (vs RHE）的控制电位下，氨产率约2.35 mg·m-2·h-1，法拉第效率约0.12%；Wang等[39]通过溶胶-凝胶法制备出Au纳米花作为催化剂，其在-0.2 V (vs RHE）的控制电位下，氨产率和法拉第效率分别达25.57 mg·g-1·h-1和6.05%，上述结果表明，贵金属Ru、Pt、Ir和Au等均可有效催化氮气电化学还原，且催化剂表面形貌结构对其催化效果有直接影响。