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Enregistrement W4396906948 · doi:10.1016/j.xcrp.2024.101977

Sequential electrocatalytic reactions along a membrane electrode assembly drive efficient nitrate-to-ammonia conversion

2024· article· en· W4396906948 sur OpenAlexafffund
Tiange Yuan, Min Li, Siddhartha Subramanian, Jesse Kok, Mengran Li, Atsushi Urakawa, Oleksandr Voznyy, Thomas Burdyny

Notice bibliographique

RevueCell Reports Physical Science · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineChemical Engineering
ThématiqueAmmonia Synthesis and Nitrogen Reduction
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesAustralian Research CouncilUniversity of Toronto ScarboroughNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMitacsCanada Foundation for Innovation
Mots-clésAmmoniaElectrodeNitrateMembraneInorganic chemistryMembrane electrode assemblyChemistryChemical engineeringMaterials scienceOrganic chemistryEngineeringAnodeBiochemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Electrochemical ammonia (NH3) synthesis from nitrate (NO3-) (NO3RR) offers a promising green alternative to the fossil fuel-based Haber-Bosch approach to support the increasing global demand for nitrogen fertilizers, while removing environmental waste. Previous efforts have centered on designing catalysts to promote the direct conversion from NO3- àNH3 while suppressing the two-step reaction pathway: NO3- àNO2-àNH3. We took the view that efficient NO3RR is possible on simple catalysts by instead promoting the two-step reaction process, and using chemical reactor principles in a membrane electrode assembly (MEA) to drive high ammonia current densities and Faradaic efficiency, despite nitrite intermediates. Here we use an unmodified copper catalyst in an MEA and control reactivity through current density, flow rate, and electrolyte recycling. We show that balancing the electrolyte flow rates with current density results in ideal residence times of NO2- by-products, allowing for 91% FENH3 in a 5 cm2 electrolyzer with a NO3- to NH3 partial current 1.8 A. Full NO3- conversion was also achieved via recycling with FENH3 maintained > 60% with H2 as a by-product. Importantly this work shows how traditional engineering principles can substantially boost ammonia production, even for simple catalysts.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,241
Écart entre enseignants0,233 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations10
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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