Nature Commun社论:电化学固氮数据重现性问题
纳米技术 纳米 2022-08-18


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Nature Communication编辑对电化学固氮领域改善数据重现性的角度提出了一些研究者需要注意的检查事项。

本文要点:

(1)

固氮化学的挑战。固氮反应是将化学惰性N­2转化为含氮化合物的过程,含氮化合物对于地球生物的生命非常关键。但是,因为打破稳定性非常高的N2三重键非常困难,因此固氮反应具有非常大的挑战。目前,人们通常通过高耗能的Haber-Bosch过程活化N­2进行合成NH3,随后从NH3通过进一步反应,能够转化为其他含氮化合物(比如硝酸、尿素等),Haber-Bosch过程需要非常高的能耗,并且产生较高碳排放,因此研究者尝试发展Haber-Bosch的替代过程。

(2)

电化学固氮。在过去的十年间,人们发现电化学氮还原制NH3可能成为一种可行的替代Haber-Bosch过程,电化学还原制氨反应能够避免高温和高压,而且能够使用可再生能源,因此受到研究者的广泛关注,而且电化学还原制氨领域进一步拓展到合成其他含氮化合物,比如N2和CO2共同还原制备尿素、N2氧化制备硝酸。

(3)

虽然电化学固氮领域得到广泛关注,但是这个领域通常面临着产物中的氮元素来源不清楚的问题,导致电化学固氮的发展受到阻碍,比如通常固氮体系的反应物不仅仅是N2,还包括NH3和NOx,因此导致影响生成的含氮产物。随着研究的深入,人们对含氮污染物对反应可能产生的关键影响更加清楚,一些比较先进的工作针对这些问题进行讨论,而且重点说明了建立严格实验方法的意义。

(4)

作者总结了“电化学固氮催化检查事项列表”,(Reporting standards and availability of data, materials, code and protocols),通过这个检查表格能够确保实验数据的收集是建立在一套严格的实验参数基础上,能够提高不同实验室之间的数据重现性,促进更加可靠和持续的研究产出。


参考文献

A checklist for reproducibility in electrochemical nitrogen fixation. Nat Commun 13, 4642 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-32146-x

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32146-x


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