《自然·通讯》合成氨新技术可使化肥生产更环保

2025年03月14日 阅读量:186

元素百科合成氨的新技术可以使化肥生产更加环保。佛罗里达中央大学和其他机构的研究人员最近开发了一种新的电化学技术,可以在室温和压力下用氮和水生产氨,只消耗少量的电力,比类似的技术更有效。

以氨为基础的化肥是现代农业的主要支柱。目前,工业中使用的合成氨技术仍是20世纪初的哈伯法,使氮氢在高温高压下发生反应,能耗和温室气体排放较高。电化学合成氨取代哈伯法是相关领域的热点。

在以往的研究中,反应的选择性一直很低,法拉第效率,即通过电极表面总电荷的反应消耗电荷的比例往往不到1%,这意味着超过99%所有的电能都被不必要的副作用所消耗。新技术的关键在于使用金属钯化合物的纳米颗粒作为催化剂来提高反应的活性和选择性,法拉第效率达到8.2%。新技术所需的电压也较低。

研究人员表示,钯催化剂的特殊性使其能够有效地将水分子中的氢原子转移到氮分子中,提高合成氨关键步骤的效率,抑制副作用,效果优于金、铂等催化剂。这个想法也可以用于其他领域,比如用二氧化碳制造燃料。

该技术不需要高温高压,生产设施可安装在风力或太阳能发电站等任何电力供应场所,有望实现合成氨的可持续分布式生产。

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