氨是世界上第二大常见的化学品，也是大多数肥料的重要成分，但目前的工业生产氨的过程每年会产生几百万吨二氧化碳，二氧化碳是一种强效温室气体。伊利诺伊大学芝加哥工程学院化学工程助理教授Meenesh Singh领导的研究人员提出了一种生产氨的新工艺，其碳足迹会低得多。他们在《ACS Catalysis》杂志上报告了他们的发现。
氮气是用于制造氨的成分之一，但由于氮气中的氮键非常稳定，因此需要大量的能量来破坏氮键，以便氮气能够与氢气结合产生氨。"目前从氮气中制取氨气的方法非常耗能，需要燃烧化石燃料来产生巨大的热量，这就会产生大量的温室气体作为副产品，"Singh说。Singh和同事们开发了一种生产氨的新方法，这种方法依靠使用涂有铜的筛网，一种有助于将氮气与氢气结合成氨的催化剂。筛网通电有助于推动反应的进行。纯净的氮气被推过筛网，然后与水相互作用，水提供氢气。尽管与传统工艺相比，Singh的工艺所消耗的能量与传统工艺相似，但它所需的化石燃料却比传统方法少得多，只需足够给筛网通电即可。"电力可以来自太阳能或风能，这对减少温室气体排放确实会有很大的帮助，"Singh说。"即使是现代的发电设备也是非常高效的，如果电网以传统方式供电，我们的工艺仍然比传统的合成氨生产使用更少的化石燃料，产生更少的有害温室气体。"目前，Singh的工艺能够生产20%的氨和80%的氢气。新工艺的临时专利已经提交。Singh的小组现在正在研究使用空气，而不是纯化的氮气，作为生产氨的氮源。"在温室气体方面，使用空气会给我们带来更多的节约，因为我们使用的是现成的空气，而不是需要净化和装瓶的氮气。"论文标题为《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》。
来源：化学科讯
