氨是世界上第二大常見的化學(xué)品，也是大多數(shù)肥料的重要成分，但目前的工業(yè)生產(chǎn)氨的過程每年會產(chǎn)生幾百萬噸二氧化碳，二氧化碳是一種強(qiáng)效溫室氣體。伊利諾伊大學(xué)芝加哥工程學(xué)院化學(xué)工程助理教授Meenesh Singh領(lǐng)導(dǎo)的研究人員提出了一種生產(chǎn)氨的新工藝，其碳足跡會低得多。他們在《ACS Catalysis》雜志上報告了他們的發(fā)現(xiàn)。
氮?dú)馐怯糜谥圃彀钡某煞种?，但由于氮?dú)庵械牡I非常穩(wěn)定，因此需要大量的能量來破壞氮鍵，以便氮?dú)饽軌蚺c氫氣結(jié)合產(chǎn)生氨。"目前從氮?dú)庵兄迫“睔獾姆椒ǚ浅：哪?，需要燃燒化石燃料來產(chǎn)生巨大的熱量，這就會產(chǎn)生大量的溫室氣體作為副產(chǎn)品，"Singh說。Singh和同事們開發(fā)了一種生產(chǎn)氨的新方法，這種方法依靠使用涂有銅的篩網(wǎng)，一種有助于將氮?dú)馀c氫氣結(jié)合成氨的催化劑。篩網(wǎng)通電有助于推動反應(yīng)的進(jìn)行。純凈的氮?dú)獗煌七^篩網(wǎng)，然后與水相互作用，水提供氫氣。盡管與傳統(tǒng)工藝相比，Singh的工藝所消耗的能量與傳統(tǒng)工藝相似，但它所需的化石燃料卻比傳統(tǒng)方法少得多，只需足夠給篩網(wǎng)通電即可。"電力可以來自太陽能或風(fēng)能，這對減少溫室氣體排放確實(shí)會有很大的幫助，"Singh說。"即使是現(xiàn)代的發(fā)電設(shè)備也是非常高效的，如果電網(wǎng)以傳統(tǒng)方式供電，我們的工藝仍然比傳統(tǒng)的合成氨生產(chǎn)使用更少的化石燃料，產(chǎn)生更少的有害溫室氣體。"目前，Singh的工藝能夠生產(chǎn)20%的氨和80%的氫氣。新工藝的臨時專利已經(jīng)提交。Singh的小組現(xiàn)在正在研究使用空氣，而不是純化的氮?dú)?，作為生產(chǎn)氨的氮源。"在溫室氣體方面，使用空氣會給我們帶來更多的節(jié)約，因為我們使用的是現(xiàn)成的空氣，而不是需要凈化和裝瓶的氮?dú)狻?quot;論文標(biāo)題為《Competing Effects of pH, Cation Identity, H2O Saturation, and N2 Concentration on the Activity and Selectivity of Electrochemical Reduction of N2 to NH3 on Electrodeposited Cu at Ambient Conditions》。
來源：化學(xué)科訊
