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Improved ammonia production using Cu2O@poly-carbazole electrocatalysts in the electrochemical reduction of molecular nitrogen and nitrogen oxoanions
Indexado
WoS WOS:001296099900001
Scopus SCOPUS_ID:85201924604
DOI 10.1039/D4TA02904F
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In the present study, a Cu2O@PCz electrode for the nitrogen reduction reaction is proposed; this electrode takes advantage of the catalytic properties of Cu2O in conjunction with conducting polymers such as polycarbazole (PCz). This combination demonstrates an improvement in the catalytic activity and higher stability of this metal oxide in nitrogen electro-reduction reaction (NRR) and nitrogen oxoanion electro-reduction reaction (NORR) processes under aqueous conditions. On this basis, the material synthesized on FTO (SnO2 : F), Cu2O@PCz, exhibits a faradaic efficiency of around 38.83%, together with an NH3 productivity of 1.83 mu g h(-1) cm(-2) in NRR type processes, on applying a potential of -0.8 V (V vs. Ag/AgCl). Similarly, in NORR type processes, the material exhibits NH3 and N2H4 productivity. The latter is the most relevant in terms of the yields obtained. Specifically, using nitrite (NO2-), an efficiency of around 77.72% was obtained, together with a formation rate of 37.02 mu g h(-1) cm(-2) at a potential of -0.8 V (V vs. Ag/AgCl). Although N2H4 is a by-product of ammonia formation, this molecule can be considered an intermediate, which broadens the scope of this study for future research into the production of green chemicals. Finally, this research presents promising new routes for the production of NH3 at room temperature, highlighting the potential of low-cost materials, easy synthesis, and enhanced stability.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Physical
Energy & Fuels
Materials Science, Multidisciplinary
Scopus
Chemistry (All)
Materials Science (All)
Renewable Energy, Sustainability And The Environment
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



Muestra la distribución de colaboración, tanto nacional como extranjera, generada en esta publicación.


Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Herran, L. - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
Pontifcia Univ Catol Chile - Chile
2 Veliz-Silva, Diego F. - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
3 Poblete, Colin - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
4 Leiva, Elias - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
5 Honores, Jessica Mujer Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
6 Landaeta, E. Hombre Universidad Central de Chile - Chile
7 SANCY-VELASQUEZ, MAMIE ODETTE Mujer Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
8 DEL RIO-JOGLAR, RODRIGO Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
8 Rio, Rodrigo del - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
9 SAEZ-NAVARRETE, CESAR ANTONIO Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
10 Dalchiele, E. A. Hombre Inst Fis - Uruguay
Universidad de la Republica Instituto de Fisica - Uruguay
11 ISAACS-CASANOVA, MAURICIO Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile

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Financiamiento



Fuente
FONDECYT
FONDEQUIP
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
ANID BECAS/Doctorado Nacional
Millennium Institute of Green Ammonia as Energy Vector

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
The authors would like to express their gratitude to Cedenna Project AFB220001, FONDECYT Regular Projects 1221179, FONDEQUIP EQM150020, EQM190016, and EQM150101, the Millennium Institute of Green Ammonia as Energy Vector ICN2021_023(MIGA) and ANID Becas/Doctorado Nacional 21231544.
The authors would like to express their gratitude to Cedenna Project AFB220001, FONDECYT Regular Projects 1221179, FONDEQUIP EQM150020, EQM190016, and EQM150101, the Millennium Institute of Green Ammonia as Energy Vector ICN2021_023(MIGA) and ANID Becas/Doctorado Nacional 21231544.

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