非水溶剂中的电化学转化对于合成和储能应用非常重要。然而，由于其低溶解度和传输速度慢等缺点，限制了非极性气体反应物(如氮和氢)在非水溶剂中的应用。传统的气体扩散电极是通过促进电极附近的有效气液接触，以改善气体在水溶液中的传输。由于液相和碳纤维载体之间没有疏水斥力，它们在非水溶剂中的使用受到阻碍。

有鉴于此，麻省理工学院（MIT）Karthish Manthiram报道了使用非水电解质时，通过控制材料的润湿和电解质对载体的渗透来可获得类似于气体扩散电极（GDEs）的行为。该方法使用不锈钢布为基础的载体，用于氨合成和氢氧化。使用不锈钢布(SSC)作为催化剂沉积的基底。通过在布料上保持压力梯度来控制电解质渗透。

文章要点

1）该方法被用于在四氢呋喃和碳酸丙烯基电解质中可以以高达25 mA cm^-2的电流密度在镀铂不锈钢布(Pt/SSCs)上有效地氧化H₂。此外，通过使用SSC作为衬底，在其上原位电镀锂金属，可以使用锂介导的方法将N₂还原为NH₃。NH₃部分电流密度为8.8±1.4 mA cm^-2，同时FEs较高(速率优化条件下为35±6%，FE优化条件下为47·5±4%)。

2）将这两个电极耦合起来，研究人员成功构建了一个电化学哈伯法(eHB)反应器，该反应器可以在常温下由N₂和H₂生成NH₃。

Lazouski, N., Chung, M., Williams, K. et al. Non-aqueous gas diffusion electrodes for rapid ammonia synthesis from nitrogen and water-splitting-derived hydrogen. Nat Catal (2020).

DOI：10.1038/s41929-020-0455-8

https://doi.org/10.1038/s41929-020-0455-8