碳基材料电催化合成氨的研究进展

氨作为重要的肥料和能源载体,传统合成方法(如哈伯-博斯工艺)的高能耗和二氧化碳排放问题促使人们寻求更环保、低能耗的替代方法。电化学氮还原反应(ENRR)被认为是一种有前景的方法。然而,ENRR仍面临着一些挑战,包括催化剂的产率和法拉第效率(FE)受到析氢反应(HER)和氮还原反应(NRR)竞争的影响。近期的研究集中在改进电催化剂以提高其活性和选择性。本文结合电催化机理,综述了碳基材料在NRR反应的研究现状,为寻找更高效、更环保的氨合成方法提供了重要的指导和启示,有望为未来的ENRR研究和环境友好型氨生产的发展奠定基础。

基于缺陷型CrSO锂离子电池阳极材料的模拟研究

采用第一性原理的研究方法,对含有缺陷的Janus型CrSO材料的锂离子电池性能进行了系统地研究.研究结果表明,在缺陷型的CrSO材料中,O替换S的缺陷类型(CrSO-O_(S))是最稳定的;在CrSO-O_(S)材料中,锂表现出了较强的稳定性,预示着CrSO-O_(S)材料可能具有较高的理论容量;通过对多锂吸附过程进行模拟,预测出CrSO-O_(S)材料的理论容量为1576 mAh/g,开路电压呈有利趋势变化;通过过渡态搜索,预测出Li在CrSO-O_(S)表面的扩散能垒为0.18 eV,相较于商业化的石墨烯低得多,其较低的扩散能垒表明其具有良好的离子传输特性;此外,根据电子结构计算结果可以看出,CrSO-O_(S)单层材料的带隙为0.04 eV,吸附Li后CrSO-O_(S)由半导体转变为金属,表现出良好的导电特性.综合以上结果可以看出,CrSO-O_(S)材料有望成为潜在的锂离子电池阳极材料,研究结果可以为后续相关实验提供理论依据.