Recientemente, el Centro de Investigación de Tecnología de Energía de Hidrógeno (Energía de Amoníaco) del Instituto de Bajo Carbono publicó un importante artículo de investigación en la prestigiosa revista Journal of Materials Chemistry A, titulado "El efecto de Nafion en la reducción electroquímica de nitrato sobre catalizador de aleación CoRu". Este estudio revela por primera vez el mecanismo sinérgico por el cual los polímeros basados en ácido perfluorosulfónico mejoran el rendimiento de los catalizadores de aleación de cobalto-rutenio (CoRu), propone un modelo de interfaz de solvatación para la síntesis electroquímica de amoníaco y proporciona una guía teórica clave para el diseño de electrodos de alta eficiencia para la síntesis electroquímica de amoníaco.
La reacción de reducción electrocatalítica de nitrato puede convertir los contaminantes de nitrato en el agua en amoníaco, logrando simultáneamente el control de la contaminación y la recuperación de recursos, lo que la convierte en una vía verde muy prometedora para la síntesis de amoníaco. Los polímeros basados en ácido perfluorosulfónico, como adhesivo central en la capa catalítica de los electrodos de membrana, han tenido efectos a nivel micro en el mecanismo catalítico que hasta ahora no estaban claros.
Este estudio, utilizando una combinación de modelos de disolvente explícitos y simulaciones de dinámica molecular ab initio, logró dos hallazgos clave: primero, los polímeros basados en ácido perfluorosulfónico pueden reducir efectivamente la barrera de energía de disociación de las moléculas de agua, promoviendo el suministro de protones; segundo, pueden mejorar la adsorción y activación de iones de nitrato en la superficie del catalizador a través de interacciones orbitales con los iones de nitrato. La investigación dilucida el mecanismo de influencia de estos polímeros en las vías de transporte de electrones-protones y de reacción, revelando los efectos sinérgicos en la interfaz de la capa de catalizador-ionómero, y proporciona soporte teórico para la construcción de interfaces de electrodos de membrana.
Este logro se espera que promueva la innovación integrada de tecnologías de síntesis verde de amoníaco y tratamiento de aguas residuales, contribuyendo al establecimiento de un ciclo sostenible de nitrógeno y un sistema de energía limpia. El primer autor del artículo es Gan Wen, ingeniero del Centro de Investigación de Tecnología de Energía de Hidrógeno (Energía de Amoníaco) del Instituto de Bajo Carbono, quien se ha dedicado durante mucho tiempo a la investigación en síntesis electroquímica de amoníaco y materiales catalíticos para el ciclo de nitrógeno, ha establecido estrategias de cribado computacional de alto rendimiento, ha solicitado un total de 10 patentes de invención (3 autorizadas) y ha publicado 8 artículos académicos como primer autor.
![[SMM survey] Reseña semanal de la industria de la energía del hidrógeno, 20260829-0903](https://imgqn.smm.cn/usercenter/PPLUj20251217171727.jpg)
