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电催化固氮的介绍概述对电极阴极气休扩散层(a)back-to-backcell(b)polyme参比电极工作电极参比电极工作电极图1.2电催化还原反应4种类型装置图型如图1.2所示。根据电极和电解质类型及分布的不同，将电解槽分成背靠背型、聚阴极上负载催化材料，在阴极室中引入高纯N2使其吸附在催化剂上。在催化剂的作用下，N2在阴极还原生成NH₃。氧化反应2N₂+6H₂O+6e—2NH₃+60H电催化还原机理非常复杂，N2在还原成氨主要通过解离机理、酶机理和缔合机法Haber-Bosch工艺的原理就是解离机理生产氨气，因此也损耗了巨额的能量。在酶NH₃。而缔合机理则是以在末端(end-on)构型吸附N₂分子上加氢，缔合途径根据加较远的N原子发生氢化，生成一个NH₃分子之后然后在另一个N原子发生氢化上生一个NH₃分子被释放之后，第二个NH₃分子被释放，直到其中一个N₂分子转化为低N2在反应中的能量输入间产物在催化剂表面的解吸。在电催化反应过程中，N2的加氢是通过质子和电子的3图1.3N₂在催化剂表面的还原成NH₃的解离机理，酶机理、缔合机理示意图电催化固氮的核心物质是催化剂，如图1.4所示，图片描述了不同的NRR催化2.Moandothernon-pretransitionmetalal1.Metal-loadedreducti4.N-dopedgrapheneorc图1.4不同的在环境条件下的NRR电催化剂4虽然贵金属作为NRR催化剂的活性优越，但是价格过于昂贵，不适合市场上广泛的其中Co基催化剂，与铁和镍相比，由于在广泛的pH内具有出色的催化性能而石墨烯上掺杂B、P也可以一定程度上增强催化活性。近年来合成的B掺杂石墨烯，与没有B掺杂的有缺陷的石墨烯(1×10⁴mAcm²)对比，电P掺杂可以通过产生额外的活性位点来显著增强催化剂的活性。更重要的是，Zhou他成员成功地通过将孤立的Co原子分散在氮掺杂的石墨烯上，其在水性介质中的活性非常低(过电位30mV)[33。从那以后，

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