Advanced Materials· 2026Q1
Nb 5+ ‐İndüklenmiş‐CeO 2 Kafes Gerilimi ile Sağlam ve Ölçeklenebilir Güneş Enerjili Amonyak Sentezi
Nb 5+ ‐Induced‐CeO 2 Lattice Strain for Robust and Scalable Solar‐Driven Ammonia Synthesis
- 0atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
CeO 2 içine Nb 5+ dahil edilmesi, kafes gerilimi yaratarak amonyak sentezi için Ru katalizörlerini stabilize eder; 350°C ve 0.1 MPa'da 7.4 mmol g −1 s −1 amonyak sentez hızı elde edilir ve 144 saat kararlılık gösterir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- CeO 2 içine Nb 5+ dahil edilmesi, katalizör yapısını stabilize eden sıkıştırıcı mikro gerilim yaratır.
- Nb-CeO 2 kafesi, aydınlatma ile desteklenen elektronca zenginleştirilmiş bir Ru çalışma durumu sürdürür.
- %5 ağırlık Ru/Nb-CeO 2 , 350°C ve 0.1 MPa'da 7.4 mmol g −1 s −1 NH 3 sentez hızı elde eder ve 144 saat kararlıdır.
- Ölçeklenebilir bir %3 ağırlık Ru/Nb-CeO 2 -L katalizörü, dış mekan konsantre güneş ışığı altında 480 saat kararlıdır.
- Tahmini katalizör ve hammadde maliyeti, seçilen Cs-Ru/MgO kıyaslamasının %42–%51 altındadır.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
ABSTRACT Ammonia (NH 3 ) underpins fertilizer production and is emerging as a renewable‐energy carrier. Solar‐driven gas‐phase N 2 /H 2 conversion requires catalysts that couple efficient light utilization with structural stability under H 2 ‐rich conditions. Here, Nb 5+ incorporation into CeO 2 contracts the lattice and induces compressive microstrain, suppressing excessive oxygen‐sublattice reduction and preserving Ru dispersion. In situ NAP‐XPS and computational results show that Nb‐CeO 2 maintains an electron‐enriched Ru working state under reaction conditions, which is further promoted by illumination. Accordingly, 5 wt% Ru/Nb‐CeO 2 achieves an NH 3 synthesis rate of 7.4 mmol g −1 h −1 at 350°C and 0.1 MPa and remains stable for 144 h. Kinetic analyses and in situ DRIFTS indicate that the electronically promoted Ru state alleviates N 2 ‐activation limitations and facilitates subsequent *NH x hydrogenation and NH 3 desorption. Scale‐up synthesis affords a 3 wt% Ru/Nb‐CeO 2 ‐L catalyst stable for 480 h and operable under outdoor concentrated sunlight. A screening‐level analysis estimates a catalyst‐and‐feedstock cost of 286–322 USD t NH3 −1 under the lower‐bound electricity scenario, 42%–51% below the selected Cs‐Ru/MgO benchmark within the same framework. These results identify lattice strain as a promising strategy for simultaneously stabilizing the oxygen sublattice and electronically promoting Ru for efficient solar‐driven ammonia synthesis.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Advanced Materials, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Kataliz
CatalysisChemical Engineering