大邱庆邦科技研究所 通过模仿固氮酶的一些特性，科学家们开发了一种能够从大气中的氮生成氨的电催化剂
这将有助于我们摆脱传统的哈伯-博世工艺，该工艺是二氧化碳的重要来源
信用:DGIST 氨(NH3)大量生产，用于农业、制药和可持续能源部门
但是它的常规合成方法对环境不友好，所以我们需要替代品！最近，来自韩国大邱庆邦科技研究所的科学家们开发了一种新的经济耐用的电催化剂，这种电催化剂模仿一种天然酶从空气中的氮气中产生NH3
他们的发现让我们更接近更安全、更清洁的电化学生产NH3的方法
氨(NH3)是人类生产的最重要的化学物质之一，除了用于化肥生产外，在可持续能源应用方面有着广阔的前景
不幸的是，迄今为止，在工业规模上生产氨的唯一现实途径是通过哈伯-博世工艺
这项技术发现于19世纪，非常耗能，对环境也不友好；全球每年约2%的二氧化碳排放来自哈伯-博世流程
“考虑到全球变暖带来的威胁，现在是我们转而采用二氧化碳零排放的氨合成路线的时候了，”来自韩国大邱庆邦科技学院的桑加瑞教授说
Shanmugam和他在DGIST的同事一直致力于寻找新的方法，利用空气中自然存在的氮(N2)在室温下通过电化学反应生产氨，这一过程在技术上被称为大气N2的电催化固定
尽管各种研究小组已经成功地开发了用于具有高氨生产率的电化学电池的催化剂，但是许多研究小组都遭受了低效率和对N2选择性的困扰
另一些需要贵金属或复杂的合成工艺，这限制了它们在工业规模上的适用性
在最近发表在《应用催化:环境》杂志上的一项研究中，由教授领导的DGIST科学家
尚穆根用一种新的电化学氨合成催化剂解决了所有这些问题
他们的方法是基于氮化钼(Mo2N)纳米粒子，它与固氮酶具有共同的电学性质，一些细菌在自然界中用固氮酶来产生氨
只有纳米粒子不能完成切割；然而，因为它们倾向于相互粘附，这种聚集减少了暴露于N2的总表面积，因此阻碍了催化剂的性能
为了解决这个问题，科学家们制作了二维六方氮化硼(h-BN)片，并对其进行了剪裁以包含缺陷
这些缺陷——硼和氮空位——为Mo2N纳米粒子提供了锚定自己的位置，而不会聚集太多
有了这种催化剂，研究小组得以以61%的效率高速合成氨
以稳定和稳健的方式增长5%
最值得注意的是，低成本ү-mo2n/h-bn催化剂的整个制造过程可以在一个步骤中完成，这使得它在工业可扩展性方面成为一个有吸引力的选择
此外，该研究为纳米颗粒的大小如何影响固氮催化剂的选择性提供了重要的见解
教授
尚穆根评论道:“我们相信我们的工作将极大地促进高效催化剂的发展
通过电催化方法生产有价值的化学物质如氨的先进替代技术将为更清洁和更安全的环境铺平道路
" 希望进一步的研究最终能让我们放弃昨天的方法，转而选择明天可持续的替代方法
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