威斯康星大学麦迪逊分校的塔图姆·莱尔斯·弗里克著
信用:CC0公共领域
威斯康星大学麦迪逊分校的一个研究小组发现了一种将氨转化为氮气的新方法，这一过程可能是氨替代碳基燃料的一个步骤
据报道，这项技术的发现使用了金属催化剂，释放——而不是需要——能量
8，并获得了威斯康星校友研究基金会的临时专利
该论文的作者、UW-麦迪森化学家约翰·伯里实验室的前博士后研究员克里斯蒂安·瓦伦解释说:“世界目前依靠碳燃料经济运行。”
“这不是一个伟大的经济，因为我们燃烧碳氢化合物，释放二氧化碳到大气中
我们没有办法闭合一个真正的碳循环回路，将二氧化碳转化为有用的燃料
" 为了实现联合国提出的到2050年世界实现碳中和的目标，科学家们必须考虑用对环境负责的方式从碳以外的元素中创造能源，UW-麦迪森团队提出了一种基于氮和氨相互转化的氮能源经济
科学家们兴奋地发现，向含有类铂元素钌的金属催化剂中加入氨会自发地产生氮，这意味着不需要额外的能量
相反，这个过程可以用来发电，以质子和氮气作为副产品
此外，这种金属络合物可以通过暴露在氧气中进行回收，并重复使用，这比使用碳基燃料要清洁得多
“我们发现，我们不仅在制造氮，而且在完全前所未有的条件下制造氮，”莱斯特·麦克纳尔化学教授贝里说，他的研究工作集中在过渡金属化学上
“能够在环境条件下完成氨到氮的反应——并获得能量——是一件非常重要的事情
" 氨作为燃料来源已经燃烧了很多年
在第二次世界大战期间，它被用于汽车，今天科学家们正在考虑如何在发动机中燃烧它来代替汽油，特别是在海洋工业中
然而，燃烧氨会释放有毒的氮氧化物气体
新的反应避免了那些有毒的副产品
如果反应被放置在燃料电池中，氨和钌在电极表面反应，它可以清洁地发电，而不需要催化转化器
瓦伦说:“对于燃料电池，我们想要的是电输出，而不是输入。”
“我们发现了在室温下催化氨转化为氮的化合物，无需任何外加电压或添加化学物质
据我们所知，这是第一个这样做的过程
" “我们已经建立了分配氨的基础设施，氨已经在哈伯-博世工艺中由氮气和氢气大量生产，”研究生、论文作者迈克尔·特伦伯里说
“这项技术可以实现无碳燃油经济性，但这只是难题的一半
氨合成的缺点之一是我们用来制造氨的氢气来自天然气和化石燃料
" 然而，这一趋势正在改变，因为氨生产商试图生产“绿色”氨，其中氢原子由碳中性水电解而不是能源密集型的哈伯-博世工艺提供
贝里认为，随着氨合成挑战的解决，使用氨作为普通能源或燃料将会有很多好处
它是可压缩的，像丙烷一样，易于运输和储存
尽管一些氨燃料电池已经存在，但与这种新方法不同，它们需要额外的能量，例如，首先将氨分解成氮和氢
该小组的下一步工作包括找出如何利用新发现来设计燃料电池，并考虑用环保的方法来制造所需的原材料
特伦伯里说:“接下来我想思考的一个挑战是如何从水中产生氨，而不是氢气。”
“梦想是放入水、空气和阳光来制造燃料
"
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