合成氨新技術可使化肥生產更環保

美國佛羅里達中部大學等機構研究人員日前開發出一種新的電化學技術，可在常溫常壓下用氮氣和水生產氨，只需消耗少量電力，效率高于同類技術。

以氨為基礎的化肥是現代農業一大支柱。目前工業上使用的合成氨技術仍是20世紀早期出現的哈伯法，使氮氣和氫氣在高溫高壓下發生反應，能耗和溫室氣體排放量都較高。用電化學方法合成氨以取代哈伯法，是相關領域的一個研究熱點。

在以往研究中，反應的選擇性一直很低，法拉第效率，即反應消耗電荷占通過電極表面總電荷的比率，往往不足1%，這意味著超過99%的電能都被不需要的副反應消耗掉了。新技術的關鍵在于用金屬鈀化合物的納米粒子作為催化劑，提高反應的活躍程度和選擇性，法拉第效率達到了8.2%。新技術所需要的電壓也較低。

研究人員說，鈀催化劑的特殊性質使它能高效地將水分子里的氫原子轉移給氮分子，提高合成氨關鍵步驟的效率，抑制副反應，效果比金和鉑等其他催化劑更好。這個思路還可能用于其他領域，例如用二氧化碳制取燃料。

這項技術不需要高溫高壓，生產設施可安裝在任何有電力供應的地方，例如風力或太陽能發電站，可望實現合成氨的可持續、分布式生產。

相關論文發表在新一期英國《自然·通訊》雜志上。