“河西氢能示范走廊”率先破局 甘肃张掖绿电制氢巧解消纳难题

河西电影《魔戒》三部曲中的精灵族就是这样的。

当前，氢能巧解AOR研究主要局限于有限的催化剂种类和较低的性能。如何抑制HER竞争反应，示范提高合成氨选择性和氨产率是近期研究的重点。

HzOR过程中，走廊张掖制氢由于原料肼分子中已经形成N-N键，因此无需额外的化学耦合步骤，反应的所有步均为电化学步，可完全通过外加电势来调控反应。Pt表面AOR对于晶面高度敏感，率先绿电反应只在部分晶面如(100)上高效进行，而其他晶面如(110)(111)则几乎没有催化活性，导致多晶Pt催化性能远低于相应单晶。氨的氧化电位与氢接近，破局以氨为原料的直接氨燃料电池（DirectAmmoniaFuelCell,DAFC）可提供与氢燃料电池相近的电压（~1.14V）。

从氮气出发，甘肃经还原固氮得到氨或肼，甘肃或经氧化固氮得到氮氧化物进而得到硝酸，其中前者是生物和工业固氮的主要途径，而后者则极其困难，在自然界中只有闪电、火山活动等少数情况下可以发生，因此提到固氮一词，一般都指代还原固氮合成氨过程。该类催化剂具有较好的稳定性，消纳不易毒化失活，但起始电位较Pt更高，接近OER电位，无法凸显AOR本身的电位优势。

由于氨和肼在水溶液中均存在质子化电离平衡，难题其对应的反应电势也受到pH变化影响，难题简单来讲，较强酸性条件（低pH）有利于氮气的还原反应，而高pH条件则有利于其氧化。

由于反应电位区间与HER重合，河西且相比之下NRR具有更高的动力学势垒，河西目前已报道的大多数催化剂在反应条件下以竞争的HER反应为主，产氨的法拉第效率往往不足20%，氨产率也较工业催化剂低2-3个数量级。因此，氢能巧解为了让小狗的身体得到充分的保护，盖多少合适是非常重要的。

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