巴黎聖母大學：研究人員將開發出合成氨的可持續生產工藝

巴黎聖母大學的研究人員正在開發一種可持續發展的合成氨的方法，氨作為肥料的基本組分，支撐著持世界的糧食生產。20世紀初期開發的用於生產氨的Haber-Bosch工藝依賴於不可再生的化石燃料，並且僅限於應用在大型集中式化學工廠，使其工藝受到限制。

發表在《Nature Catalysis》雜質上的新工藝利用等離子體（電離氣體）與非貴金屬催化劑相結合，在比Haber-Bosch工藝更溫和的條件下生產氨。等離子體中的能量激發氮分子，這是製造氨的兩個組分之一，使它們在催化劑上更容易反應。因為反應的能量來自等離子體而不是高溫高壓，所以該工藝可以在小規模下進行。這使得新工藝非常適合用於間歇性可再生能源和分散式氨生產。

文章的合著者William Schneider說到：「等離子體被許多人認為是製造不依賴化石燃料的氨的工藝之一，並且可能以較不集中的方式應用。該過程真正的挑戰是找到正確的等離子體與催化劑的組合。 通過將分子模型與實驗室結果相結合，我們將目光放在之前從未考慮過的組合上。」

由施耐德領導的研究小組，魯尼家族航空航天和機械工程工程副教授David Go和化學和生物分子工程學副教授Jason Hicks發現，由於氮分子被等離子體激活，對金屬催化劑的要求不那麼嚴格，因此允許在整個過程中使用較便宜的材料。

該方法克服了熱驅動Haber-Bosch工藝的基本限制，允許反應在非常溫和的條件下以Haber-Bosch速率進行。

「我們工作的目標是開發一種製備氨的替代方法，但我們研究小組之間合作的見解可以應用於其他難以處理的化學過程，例如將二氧化碳轉化為危害更小，更有用的產品。隨著我們繼續研究等離子體-氨合成工藝，我們還將考慮等離子體和催化劑如何有利於其他化學轉化。」Hicks說道。

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