Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia on Polycrystalline Copper Electrodes in Alkaline Solutions
Notice bibliographique
Résumé
Ammonia has widely utilized as the raw material of fertilizer and feeds in fuel cells and hydrogen storage materials (Orens. S, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2021, 118 (49)). In general, the Haber-Bosch process has supplied the mass production of ammonia (N2 + H2 → 2NH3). However, this chemical process requires high-temperature and high-pressure conditions to cleave the triple N2 and produces undesired CO2 gas, as CH4 is added for H2 generation. It is attractive to yield ammonia in milder conditions and more cost-effective methods. In addition, the usage of waste and eco-poisoned species, which is inevitably produced, is valuable as the reactant. For this purpose, nitrate (NO3 -) conversion using electrochemical methods has drawn attention. Nitrate has a high solubility in aqueous media and better reactivity than N2 gas at ambient temperature and atmospheric conditions. Nonetheless, the nitrate reduction undergoes multiple electron-transfer processes (NO3 - + 8e- + 9H+ → NH3 + 3H2O), causing low ammonia selectivity competing against byproducts such as hydrogen, nitrogen oxides, and hydroxylamine. Here, I show critical factors determining the conversion selectivity of nitrate using Cu catalysts. I prepared three Cu foils treated by different surface cleaning processes. Surface morphology and roughness of Cu relying on the surface treatments significantly altered the conversion efficiency. In particular, nitric oxide (NO) was a pivotal intermediate to determine the final products, which was sensitive to the Cu surface condition. I will discuss details of the electrochemical nitrate reduction process observed by in-situ and ex-situ gas and spectroscopic analyses and correlate the conversion efficiency with the surface conditions of Cu foils. Figure 1
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».