Lityum döşenmiş CeO2 ile, elektrokimyasal yöntemle nitrat indirgenmesi üzerinden amonyak sentezi

Amonyak (NH3) sanayi sektöründe çok önemli bir kimyasaldır ve öncelikle nitrojen içeren gübrelerin yanı sıra nitrik asit, polimerler ve farmasötiklerin üretiminde kullanılır. Ayrıca, yüksek enerjili, karbon-nötr bir enerji taşıyıcısı olarak değerlendirilmektedir. Şu anda NH3 üretimi enerji yoğun Haber-Bosch prosesi ile gerçekleştirilmektedir. Bu süreçte hidrojen ve enerji kaynağı olarak fosil yakıtlar kullanılmakta ve önemli miktarda karbondioksit emisyonuna neden olmaktadır. Elektrokimyasal süreçler kullanılarak hava, su ve yenilenebilir elektrikten NH3 üretimi bu sorunlara potansiyel bir çözüm olarak önerilmiştir. Bu tezde, nitrat (NO3-) indirgemesi yoluyla elektrokimyasal amonyak sentezinde çoklu değerlik durumları, kristal yapısı ve elektrokimyasal işlevleri nedeniyle CeO2 kullandık. Ayrıca, lityum metal katkısı nitratın amonyağa indirgenmesinde önemli bir rol oynamıştır. Ultra sprey piroliz yöntemi kullanılarak nano boyutta sentezlenen içi boş küre toz malzemeler XRD, XPS, Raman spektroskopisi, SEM ve TEM ile karakterize edilmiştir. Kronoamperometri deneylerini içeren elektrokimyasal aktivite çalışmaları yürütülmüş ve ardından amonyak tayini için indofenol mavisi yöntemi kullanılmıştır. 10% Li-katkılı CeO2 %82,9'luk bir faradaik verimlilik (F.E) vermiştir. Fe emdirme çalışmaları sayesinde performans ve verimlilik daha da arttırılarak %94 F.E ve ayrıca 1 mg h-1.mg-1 NH3 verim oranı elde edilmiştir. Bu sonuçlar, lityum katkılı CeO2 ile nitrat indirgemesinin başarılı sonuçlarını ve amonyak üretimi için yenilikçi ve yüksek performanslı bir malzemenin sentezlendiğini göstermektedir.