IT之家 2 月 13 日消息，今日，上海交通大學(xué)變革性分子前沿科學(xué)中心李俊團(tuán)隊(duì)在 《科學(xué)》（Science）上在線發(fā)表題為“Enhanced Li-ion diffusion improves N2-to-NH3 current efficiency at 100?mA?cm-2”研究論文。研究團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了在常溫常壓連續(xù)流條件下 100 mA cm-2高電流密度和 21% 高能效的穩(wěn)定電合成氨新體系，為綠氨規(guī)?；a(chǎn)提供了顛覆性技術(shù)路徑。
傳統(tǒng)哈伯 - 博施法合成氨需高溫高壓且依賴化石能源，碳排放巨大。鋰介導(dǎo)電化學(xué)還原制氨是綠色替代方案，但長(zhǎng)期受限于電極表面固體電解質(zhì)界面（SEI）離子傳導(dǎo)差、高電流下易失效等問(wèn)題，氨分電流密度長(zhǎng)期停留在 8 mA cm?2 以下，高壓間歇電解能效也僅 3%。
針對(duì)這一瓶頸，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性構(gòu)建功能分層混合 SEI 結(jié)構(gòu)（DDLA），實(shí)現(xiàn)鋰離子傳輸效率提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)。該多層級(jí)界面由 LiF 外層、Li?CO?離子傳導(dǎo)層與 Li?N 界面層精準(zhǔn)組成，大幅降低鋰離子去溶劑化與遷移能壘，顯著抑制析氫副反應(yīng)，從原理上突破高電流密度下的界面穩(wěn)定性難題。
DDLA 體系表征及應(yīng)用于連續(xù)流鋰金屬介導(dǎo)合成氨體系的性能
實(shí)驗(yàn)證實(shí)，新體系在 100 mA cm?2 下實(shí)現(xiàn) 98% 法拉第效率、21% 能量效率，并可穩(wěn)定運(yùn)行 50 小時(shí)，標(biāo)志著鋰介導(dǎo)電合成氨向工業(yè)化、連續(xù)化生產(chǎn)邁出關(guān)鍵一步。相關(guān)界面設(shè)計(jì)與離子傳輸機(jī)制，對(duì)電化學(xué)固氮、金屬空氣電池、固態(tài)電池等新能源領(lǐng)域均具有重要參考價(jià)值。
該研究由上海交大李俊副教授與蘇州大學(xué)程濤教授為通訊作者，張強(qiáng)、李華敏、于沛平、劉鵬宇為共同第一作者，得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)項(xiàng)目支持。
IT之家附論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw5462
廣告聲明：文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。