从天堂获取氨并打开一个新的清洁能源世界（创新交流）

空气和水非常普遍。但是，预计科学家将成为开放清洁能源世界的新钥匙。最近，来自日本东京技术大学的一个研究团队开发了一种新的方法，用于使用氮气（气体最高的气体）和水合在正常温度和压力条件下形成氨。将来，如果广泛使用这项成就，它不仅有助于打破传统氨生产过程中高温和压力和化石能量的依赖，而且还提供了建立“氮循环社会”的可能性。作为基本化学家，氨与现代工业和农业密不可分，从肥料的生产到制药制造，制冷剂和金属加工。氨被认为是启动子转化能量的重要承载者，因为它在燃烧过程中不会产生二氧化碳，但也提供了更大的稳定性以及存储和运输经济。然而，氨合成主要用于氨合成中，使用德国化学家Harber在20世纪初发明的“循环方法”，即增加催化剂来在高温和压力下合成氨。这一传统过程意味着诸如高能消耗和高碳排放之类的问题，并在很大程度上取决于从化石资源（例如煤炭和天然气）中提取氢。为了解决传统氨气整合技术面临的瓶颈，东京大学的一名研究团队先前开发了一种基于能量的热系统，并跳跃了氢的“中间站”。通过选择有机化学中常见的Sam Yoduroario作为还原剂，可以在软件中完成氨合成，将氮，水和碘化物与钼催化剂混合。与传统的高能消耗方法相比，新过程几乎是效率提高100倍，使用原材料很高。但是，反应后不能回收碘化物，并且未来的研究仍然需要克服这个问题。据此，该团队建立了一个配备光的新合成氨系统。他们使用了基于虹膜的化合物，可有效捕获光的能量，使用阳光的可见部分将强度注入反应。光催化剂和基本电子与所提供的钼催化剂和第三次磷酸相结合，在使用水作为原料和水的光线下，在光线下直接合成氨分子的直接合成。研究小组负责人Xi Lin Renzhao提出，如果催化剂更优化，则该合成的效率预计将在200倍内提高。这个过程不仅具有轻度的条件，而且不产生二氧化碳，这进一步扩大了技术PATH用于绿色氨的合成。 “我们相信我们可以找到自然的答案。” Xilin Renzhao在一次采访中说，他的灵感来自自然界的“氮固定奇迹”。一些植物，例如豆科植物，可以与叶唑并存，通过固定固定酶，空气中的氮变成氨，被植物吸收。他们想开发人工氮固定酶，以清洁能量促进氨合成。现在，团队的新方法在实验中取得了首要的成功，但是在规模基础中实现可持续且稳定的合成的方法仍然是一个关键问题。 “我们需要更多地提高反应的效率，优化材料的选择并建立完整的系统集成解决方案。” Xilin Renzhao说，该团队正在与分支机构合作以促进实际应用。根据官方的副官的研究，达里安化学物理研究所的研究G，中国科学院，它直接使用阳光来增强氮和水合来合成氨是科学家的漫长梦想。在全球范围内，围绕氨合成的技术也正在加速其进化，并且即将破坏“绿色氮固定”的重要瓶颈，即热，仿生，光催化剂或电催化剂。日本团队的这项研究结果结合了光转化技术，以实现光能在柔软条件下合成氨的使用。这是特定进步的重要性。但是，这种“阳光转换器”的效率仍然相对较低，并且中央材料的成本也相对较高。系统耐用性和回收功能要求科学家继续努力工作。郭江的看法是，20世纪的精益能量设计，氢能被广泛认为是理想的次要能量载体，但这仍然是问题，例如氢的储存和运输方面的困难和高成本。相比之下，只有光和压力冷却的氨气就可以在室温下液化，这使其适合长期运输和存储。氨水解析允许在末端重新释放氢以实现“氢运输”。这使氨不仅成为能量承载者，而且使氢能的重要运输局也是一种更方便的途径，用于普遍使用未来的氢能。随着空气和水成为新的“原材料”，并在阳光照射时会刺激反应，也许下一个能量时代是无声的。 “人气日”（第16版，2025年8月25日）