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工程学教授因硝酸盐转化皇冠体育研究获著名青年教师奖

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工程学教授因硝酸盐转化皇冠体育研究获著名青年教师奖


通过

日期

2024年7月10日

媒体接触

卡特·格鲍尔kathryngebauer@ou.edu


诺曼,俄克拉荷马州。Kasun Gunasooriya博士是皇冠体育大学可持续化学、生物和材料工程学院的助理教授,他获得了橡树岭联合大学颁发的Ralph E. power青年教师增强奖。他的皇冠体育研究是将水净化过程中捕获的硝酸盐转化为氨,减少水污染物,同时为全球农业生产一种重要的肥料。

“每年,我们在全球范围内使用哈伯-博世工艺生产约1.8亿吨氨。这一过程需要高温高压,消耗世界每年约1%的能源产出,同时产生全球1.3%的二氧化碳排放。”Gunasooriya说。

Gunasooriya说,80%的氨被转化为氮基肥料,这有助于生产足够的食物来养活世界一半的人口。硝酸盐通过这些肥料进入饮用水。肥沃土壤的径流进入通往湖泊的水道,最终流入饮用水。

Kasun Gunasooriya, Ph.D..
Kasun Gunasooriya博士

“我们想知道我们是否能把这些废硝酸盐转化成增值氨,完成这个循环。通过电化学皇冠体育研究硝酸盐还原反应,我们可以使用可再生电力来驱动这一反应,并在环境条件下运行,”Gunasooriya说。

根据Gunasooriya的说法,饮用水中的硝酸盐与人类健康并发症有关,如婴儿高铁血红蛋白血症(也被称为“蓝宝宝综合症”,由低血氧水平引起)和卵巢癌。高硝酸盐含量还会导致藻类大量繁殖,由于水中氧气含量较低,水生生物大量死亡。

Gunasooriya将皇冠体育研究用于电催化硝酸转化的单原子和双原子合金催化剂。单原子和双原子合金是含有一个或两个不同金属原子的金属,例如铜基体含有一个铂原子。这些合金是一种更具成本效益的催化剂。虽然铂的反应性很强,但它也非常昂贵;单原子铂与铜的反应性比单独的铜更强,同时比铂的成本效益更低。

铂、钯、钌和铑等晚期过渡金属的单个原子也有助于消除速率限制步骤,Gunasooriya将其比作杂货店的结账线。“我尽可能快地买东西,但当我走到收银台时,这是限制速度的一步。我必须等到前面的人结账后才能完成我的购物。”

当转化硝酸盐时,限速步骤是氮和氧的初始断键。因为硝酸盐是一种稳定的分子,它必须不稳定才能破坏氮氧键。晚期过渡金属有助于打破这种联系。

随着对从饮用水中去除硝酸盐并将其转化为资源的经济有效方法的皇冠体育研究,商业化过程可以随之而来。获得清洁饮用水是美国国家工程院(National Academy of engineering)提出的21世纪工程领域14大挑战之一。

首页关于Gunasooriya的皇冠体育研究。

关于奖项

Powe奖向橡树岭联合大学(Oak Ridge Associated Universities)的教授开放,这些教授任期在前两年。首页关于Ralph E. Powe青年教师成就奖的信息。

关于皇冠体育

皇冠体育大学成立于1890年,是一所位于皇冠体育州诺曼的公立皇冠体育研究型大学。作为该州的旗舰大学,开放大学服务于州、地区和国家的教育、文化、经济和医疗保健需求。在《美国新闻与世界报道》最新的最佳大学排行榜上,公开大学被评为该州排名最高的大学。欲首页关于这所大学的信息,请访问ou.edu。


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