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doi:10.22028/D291-42614
Titel: | A sustainable approach: Repurposing harmful algal biomass as carbon-based catalysts for nitrogen fertilizer electrosynthesis from nitrate and CO2 |
VerfasserIn: | Wang, He Man, Shuaishuai Wang, Han Presser, Volker Yan, Qun |
Sprache: | Englisch |
Titel: | The chemical engineering journal |
Bandnummer: | 497 |
Verlag/Plattform: | Elsevier |
Erscheinungsjahr: | 2024 |
DDC-Sachgruppe: | 540 Chemie |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | The unsustainable dependence of nitrogen fertilizers (NFs) production on energy-intensive processes and its association with nitrate-laden wastewater that fuels harmful algal blooms (HABs) necessitate innovative solutions. Here, we propose a paradigm shift: repurposing HABs biomass as carbon-based catalysts (Cu1Mo1/NC) for the ambient-condition electrosynthesis of NFs from NO3− and CO2. Remarkably, Cu1Mo1/NC delivers a high NFs yield rate of 2303 μg h−1 mgcat−1 (772 μg h−1mgcat−1 for urea and 1531 μg h−1 mgcat−1 for ammonia) with a Faradaic efficiency (FE) of 68.4% (15.2% for urea and 53.2% for ammonia) at −1.05 V vs. RHE. Experimental and theoretical evidence reveal that Cu doping tunes the d-band center of Cu1Mo1/NC, bringing it closer to the Fermi level. This enhances the intermediate adsorption, thereby propelling the C-N coupling reaction. Carbon reduction potential analysis underscores the promising feasibility and sustainable value of the presented method. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1016/j.cej.2024.154455 |
URL der Erstveröffentlichung: | https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724059448 |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-426149 hdl:20.500.11880/38586 http://dx.doi.org/10.22028/D291-42614 |
ISSN: | 1873-3212 1385-8947 |
Datum des Eintrags: | 1-Okt-2024 |
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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