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  • Stickstoffreduktion zu Ammoniak mit hoher Effizienz und Geschwindigkeit auf der Grundlage eines Phosphonium-Protonen-Shuttles

    • Stickstoffreduktion zu Ammoniak mit hoher Effizienz und Geschwindigkeit auf der Grundlage eines Phosphonium-Protonen-Shuttles

    Titel Stickstoffreduktion zu Ammoniak mit hoher Effizienz und Geschwindigkeit auf der Grundlage eines Phosphonium-Protonen-Shuttles
    Autoren Bryan H. R. Suryanto, Karolina Matuszek und Jaecheol Choi et al.
    Zeitschrift Wissenschaft
    Datum 06/10/2021
    DOI 10.1126/science.abg2371
    Einführung Ammoniak (NH3) ist weltweit ein wichtiger Rohstoff, vor allem für die Düngemittelherstellung. Bei seiner herkömmlichen Herstellung nach dem Haber-Bosch-Verfahren entstehen jedoch erhebliche Kohlendioxidemissionen. Die derzeitigen Bemühungen konzentrieren sich auf die Entwicklung kohlenstofffreier Ammoniaksynthesewege, wie die vielversprechende elektrochemische Lithium-vermittelte Stickstoffreduktionsreaktion. Eine anhaltende Herausforderung für diese Methode ist der Bedarf an Protonenquellen. In dieser Forschungsarbeit wird ein Phosphoniumsalz als effektiver Protonen-Shuttle vorgestellt, um diese Einschränkung zu überwinden. Das Salz verbessert zusätzlich die Ionenleitfähigkeit und erzielt beeindruckende NH3-Produktionsraten von 53 ± 1 Nanomol pro Sekunde pro Quadratzentimeter mit 69 ± 1 % faradischer Effizienz. Diese Ergebnisse wurden in 20-stündigen Versuchen mit 0,5 bar Wasserstoff und 19,5 bar Stickstoff erzielt, wobei der Betrieb über drei Tage aufrechterhalten werden konnte.
    Zitat Bryan H. R. Suryanto, Karolina Matuszek und Jaecheol Choi et al. Nitrogen reduction to ammonia at high efficiency and rates based on a phosphonium proton shuttle. Wissenschaft. 2021. Vol. 372(6547):1187-1191. DOI: 10.1126/science.abg2371
    Element Stickstoff (N) , Wasserstoff (H) , Lithium (Li) , Kohlenstoff (C) , Phosphor (P) , Sauerstoff (O)
    Industrie Landwirtschaft , Forschung & Labor
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