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doi:10.22028/D291-39828
Titel: | Grave-to-cradle upcycling of harmful algal biomass into atomically dispersed iron catalyst for efficient ammonia electrosynthesis from nitrate |
VerfasserIn: | Wang, He Man, Shuaishuai Wang, Han Presser, Volker Yan, Qun Zhang, Yong |
Sprache: | Englisch |
Titel: | Applied Catalysis B: Environmental |
Bandnummer: | 332 |
Verlag/Plattform: | Elsevier |
Erscheinungsjahr: | 2023 |
Freie Schlagwörter: | Electrochemical nitrate reduction HABs resource utilization Single-atom catalyst Ammonia recovery Biochar |
DDC-Sachgruppe: | 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | Electrochemically converting nitrate, widely distributed in industrial wastewater and contaminated water bodies, into ammonia is a promising route for resource recovery and wastewater treatment. Meanwhile, treating harmful algal blooms (HABs) is presented worldwide, are time and resource-consuming, and carries a high CO2 footprint. Rather than considering this carbon and nitrogen-rich biomass as disposable waste, consider it a vast renewable resource. Therefore, this study presents a Fe-dispersed carbon-based catalyst derived from HABs biomass, with a maximum ammonia yield rate of 16449 μg h−1 cm−2 (1.2 mmol h−1 mgcat−1) and NH3 Faradaic efficiency of 87.3%. This catalyst also possessed decent stability with continuous operation over 50 h. Experimental and theoretical calculation results reveal that the Fe-N4 site facilitates electrocatalytic nitrate reduction reaction by reducing the energy barriers of the NO3--to-NH3 pathway. Thus, this strategy of upcycling HABs biomass waste into functional catalysts offers a multipronged approach to renewable and carbon-neutral energy technologies. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1016/j.apcatb.2023.122778 |
URL der Erstveröffentlichung: | https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122778 |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-398288 hdl:20.500.11880/36087 http://dx.doi.org/10.22028/D291-39828 |
ISSN: | 1873-3883 0926-3373 |
Datum des Eintrags: | 10-Jul-2023 |
Fakultät: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Fachrichtung: | NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |
Professur: | NT - Prof. Dr. Volker Presser |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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