Gần đây, Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hydro (Năng lượng Amoniac) thuộc Viện Nghiên cứu Carbon Thấp đã công bố một bài báo nghiên cứu quan trọng trên tạp chí uy tín Journal of Materials Chemistry A, với tiêu đề "Ảnh hưởng của Nafion lên phản ứng khử nitrate điện hóa trên xúc tác hợp kim CoRu". Nghiên cứu này lần đầu tiên tiết lộ cơ chế hiệp đồng mà polymer trên cơ sở axit perfluorosulfonic nâng cao hiệu suất của xúc tác hợp kim cobalt-rutheni (CoRu), đề xuất mô hình giao diện solvat hóa cho quá trình tổng hợp amoniac điện hóa, và cung cấp hướng dẫn lý thuyết then chốt cho việc thiết kế điện cực hiệu suất cao dùng trong tổng hợp amoniac điện hóa.
Phản ứng khử nitrate bằng điện xúc tác có thể chuyển hóa các chất gây ô nhiễm nitrate trong nước thành amoniac, đồng thời đạt được kiểm soát ô nhiễm và thu hồi tài nguyên, biến nó thành một con đường xanh đầy hứa hẹn để tổng hợp amoniac. Cho đến nay, các polymer trên cơ sở axit perfluorosulfonic, với vai trò là chất kết dính lõi trong lớp xúc tác của điện cực màng, vẫn chưa được làm rõ về những tác động vi mô lên cơ chế xúc tác.
Bằng cách kết hợp mô hình dung môi rõ ràng và mô phỏng động lực học phân tử ab initio, nghiên cứu này đã đạt được hai phát hiện quan trọng: thứ nhất, polymer trên cơ sở axit perfluorosulfonic có thể làm giảm hiệu quả rào cản năng lượng phân ly của phân tử nước, thúc đẩy việc cung cấp proton; thứ hai, chúng có thể tăng cường sự hấp phụ và kích hoạt ion nitrate trên bề mặt xúc tác thông qua tương tác quỹ đạo với ion nitrate. Nghiên cứu làm sáng tỏ cơ chế ảnh hưởng của các polymer này lên quá trình vận chuyển electron-proton và các con đường phản ứng, tiết lộ hiệu ứng hiệp đồng tại giao diện lớp ionomer-chất xúc tác, và cung cấp nền tảng lý thuyết cho việc xây dựng các giao diện điện cực màng.
Thành tựu này dự kiến sẽ thúc đẩy sự đổi mới tích hợp giữa công nghệ tổng hợp amoniac xanh và xử lý nước thải, góp phần thiết lập một chu trình nitơ bền vững và hệ thống năng lượng sạch. Tác giả đầu tiên của bài báo là kỹ sư Gan Wen thuộc Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Năng lượng Hydro (Năng lượng Amoniac) của Viện Nghiên cứu Carbon Thấp, người đã lâu năm tham gia nghiên cứu về tổng hợp amoniac điện hóa và vật liệu xúc tác chu trình nitơ, thiết lập các chiến lược sàng lọc tính toán hiệu suất cao, đã nộp đơn đăng ký tổng cộng 10 bằng sáng chế phát minh (3 bằng đã được cấp), và đã công bố 8 bài báo học thuật với vai trò tác giả chính.
![[SMM khảo sát] Điểm tin ngành năng lượng hydro tuần 29/08 - 03/09/2026](https://imgqn.smm.cn/usercenter/PPLUj20251217171727.jpg)
