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【石墨烯】一种可用于储能和高效固氮的可充电Al-N2电池
出处:能源学人  录入日期:2020-07-31  点击数:144

  目前开发的金属气体电池包括各种各样的金属-CO2电池,但对于N2基电池而言,目前只报道了Li-N2和Na-N2电池。根据Gibbs自由能计算,Al-N2电化学体系具有更高的自发特性,而且金属Al的储存和运输也非常安全。然而到目前为止,Al-N2电池体系仍旧没有得到证实。
  在本文中,香港城市大学支春义教授课题组首次提出了一种Al-N2电池体系,该电池具有离子液体电解质,石墨烯负载Pd(石墨烯/Pd)催化剂正极,以及低成本的Al负极。该电池通过吸收氮气原料来实现储能并产生AlN,AlN可以很容易地进一步转化为NH3产品,这是氮肥生产中必不可少的,是理想的无碳能源载体。在该系统中,阴极AlN产物在循环过程中的形成/分解是电池可再充性和循环性的前提。值得注意的是,该电池系统具有优异的固氮能力,法拉第效率(FE)为51.2%,远远超过其它系统(FE:~ 5%)。这项工作不仅开创了第一个能够实现能量转换的Al-N2电池系统,而且为高能耗的Haber-Bosch工艺和水系电解液中的低FE电化学N2还原反应提供了一种有前途的替代方案。

  Ying Guo, Qi Yang, Donghong Wang, Hongfei Li, Zhaodong Huang, Xinliang Li, Yuwei Zhao, Binbin Dong, Chunyi Zhi. A Rechargeable Al-N2 Battery for Energy Storage and Highly Efficient N2 Fixation. Energy Environ. Sci. 2020. DOI:10.1039/D0EE01241F
  文章链接:https://doi.org/10.1039/D0EE01241F

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