Highly efficient nitrogen fixation enabled by an atmospheric pressure rotating gliding arc
Highly efficient nitrogen fixation enabled by an atmospheric pressure rotating gliding arc
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大气压旋转滑翔弧实现高效固氮
DOI：
10.1002/ppap.202000200
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发表时间：
2021-04
影响因子：
3.5
通讯作者：
Xin Tu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hang Chen;Angjian Wu;Stéphanie Mathieu;Peihan Gao;Xiaodong Li;Bo Z. Xu;Jianhua Yan;Xin Tu
旋转滑动弧形是一种很有前途的替代方案，可以在温和的条件下从无处不在的空气中直接固定氮气。通过实验和人工神经网络(ANN)建模相结合的方法，研究了不同工艺参数对NOx生成和能耗的影响。利用光学发射光谱诊断法、电学诊断法和高速照相法对放电特性的变化进行了研究。当气体流量为12 L/ 、O2浓度为20 体积%时，NOx生成能耗最低(4.2mJ/ )。人工神经网络模型的模拟结果与实验数据吻合较好，该模型使我们能够评估工艺参数对反应性能的相对重要性。
A rotating gliding arc is proposed as a promising alternative to enable direct nitrogen fixation from ubiquitous air under mild conditions. The effect of different process parameters on NOxgeneration and energy consumption has been investigated through a combination of experiments and artificial neural network (ANN) modeling. The optical emission spectroscopic diagnostics together with electrical diagnostics and high‐speed photography has been used to understand the variation of the discharge characteristics. The lowest energy consumption of NOxproduction (4.2 MJ/mol) is achieved at a gas flow rate of 12 L/min and an O2concentration of 20 vol%. The simulation results from the ANN model show a good agreement with the experimental data and the model enables us to evaluate the relative importance of the process parameters to the reaction performance.
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