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郭凯教授团队在Cell Press旗舰刊《Matter》发表论文
阅读次数:     发布时间:2024-08-09

生物与制药工程学院郭凯教授团队受邀在《Matter》发表前瞻性评述论文Electrolyte design for long-run continuous ammonia electrosynthesis”,刘成扣副教授为第一作者。MatterCell出版社旗舰刊,旨在材料领域发布最有影响力的研究成果,引领材料学的发展,最新发布的影响因子为17.3,属于中科院一区Top期刊。

锂介导氨的电合成使用清洁电能推动氮气还原制备氨,该方法一般具有更高的转化效率、法拉第效率、能量效率等,因此受到了科学界的广泛关注。然而,依旧存在几个重大挑战,包括釜式设备具有较低的传质效率,导致能量效率与法拉第效率依旧偏低;牺牲溶剂的使用无法持续提供质子;电解质易分解、聚合,无法实现稳定的连续生产。丹麦科技大学Ib Chorkendorff教授设计了一种三明治式连续电合成反应器、铂-金合金催化剂、链状醚类电解液,基于以上反应系统,成功将氮气还原与氢气氧化耦合,规避了牺牲质子的使用,实现氨的连续稳定制备。氨的连续电合成体系在稳定运行300 h后,以约64 %的法拉第效率、17 %的能量效率制备了4.6 g氨。以上研究表明通过连续电合成反应器、催化剂及电解液的巧妙设计可有效提升氨电合成反应的稳定性,但是克级制备的局限,也为中试级连续电合成反应器的设计、制造提出了更高的要求。

郭凯教授团队以绿色化学为主要研究方向,开展有机电合成与以微化工技术为代表的过程强化技术研究。近年来,将有机电合成与微流场反应技术耦合,设计制备多台套板式、管式连续电合成反应装置,实现多个医农药中间体的产业化,相关工作在Nat. Commun., Green Chem, 等期刊发表SCI论文四十余篇,受到了科学界及产业界的广泛关注。因此,特受Matter编辑部邀请,撰写以上连续电合成相关评述论文。该研究工作先后得到了国家重点研发计划(No. 2021YFC2101900)和江苏省前沿引领技术基础研究专项,前沿项目(No. BK20212003)的资助。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.05.018

文:刘成扣单位:云开app官方入口下载:审核:庄伟



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