Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Electrochemical N2 reduction at ambient condition: overcoming the selectivity issue via control of reactants' availabilities
Department of Chemistry - Ångström Laboratory, Molecular Biomimetics, Uppsala University, Uppsala, Sweden.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.ORCID-id: 0000-0002-5080-8273
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Kemiska institutionen. Department of Chemistry - Ångström Laboratory, Molecular Biomimetics, Uppsala University, Uppsala, Sweden.ORCID-id: 0000-0003-2790-7721
2021 (Engelska)Ingår i: International journal of hydrogen energy, ISSN 0360-3199, E-ISSN 1879-3487, Vol. 46, nr 59, s. 30366-30372Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Ammonia production via the electrochemical N2 reduction reaction (NRR) at ambient conditions is highly desired as an alternative to the Haber-Bosch process, but remains a great challenge due to the low efficiency and selectivity caused by the competing hydrogen evolution reaction (HER). Herein we investigate the effect of availabilities of reactants (protons, electrons and N2) on NRR using a FeOx-coated carbon fiber paper cathode in various electrochemical configurations. NRR is found viable only under the conditions of low proton- and high N2 availabilities, which are achieved using 0.12 vol% water in LiClO4-ethyl acetate electrolyte and gaseous N2 supplied to the membrane-electrode assembly cathode. This results in an NRR rate of 29 ± 19 pmolNH3 s−1 cm−2 at a Faradaic efficiency of 70 ± 24% at the applied potential of −0.1 V vs. NHE. Other conditions (high proton-, or low N2-availability, or both) yield a lower or negligible amount of ammonia due to the competing HER. Our work shows that promoting NRR by suppressing the HER requires optimization of the operational variables, which serves as a complementary strategy to the development of NRR catalysts.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2021. Vol. 46, nr 59, s. 30366-30372
Nyckelord [en]
Ammonia, Electrocatalysis, H2 evolution reaction, Haber-Bosch method, N2 reduction reaction
Nationell ämneskategori
Fysikalisk kemi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-186414DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.06.184ISI: 000685345000013Scopus ID: 2-s2.0-85110471873OAI: oai:DiVA.org:umu-186414DiVA, id: diva2:1582201
Forskningsfinansiär
Energimyndigheten, P46551-1Tillgänglig från: 2021-07-29 Skapad: 2021-07-29 Senast uppdaterad: 2021-12-30Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(1319 kB)213 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 1319 kBChecksumma SHA-512
f7bfe92584100e355f17eaf8bf260af8787126598c652882b898c7748ba6e5a2d368df6f3ccdd0230561691683759c2ab2061db37156e023bcf3eb7ce6e6e103
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Wågberg, ThomasMessinger, Johannes

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Wågberg, ThomasMessinger, Johannes
Av organisationen
Institutionen för fysikKemiska institutionen
I samma tidskrift
International journal of hydrogen energy
Fysikalisk kemi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 237 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 386 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf