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yb体育APP下载—绿色氨技术新突破:不需要额外能量就可将氨转化为氮
 时间 : 2022-07-30  

威斯康星年夜学麦迪逊分校的一个研究小组已肯定了一种将氨转化为氮气的新方式,该方式多是朝着氨代替碳基燃料迈出的一步。

这项手艺的发现利用金属催化剂并释放(而不是需要)能量,在 11 月 8 日在《天然化学》上报导,并已取得威斯康星校友研究基金会的姑且专利。

该论文的作者、威斯康星年夜学麦迪逊分校化学家约翰·贝里 (John Berry) 尝试室的前博士后研究员克里斯蒂安·沃伦 (Christian Wallen) 注释说,世界今朝正在运行碳燃料经济。由于我们燃烧碳氢化合物,将二氧化碳释放到年夜气中。我们没有法子封闭真实的碳轮回回路,在那边我们可以将二氧化碳转化为有效的燃料。

为了实现结合国设定的到 2050 年世界实现碳中和的方针,科学家们必需斟酌以对情况负责的体例从碳之外的元素中发生能源,而威斯康星年夜学麦迪逊分校的团队正在提议一种基在碳中和的氮能源经济。

科学家们兴奋地发现,将氨添加到含有类铂元素钌的金属催化剂中会自觉发生氮,这意味着不需要额外的能量。相反,这个进程可以用来发电,副产物是质子和氮气。另外,金属络合物可以经由过程表露在氧气中收受接管并反复利用,这比利用碳基燃料要洁净很多。

“我们发现,我们不但在制造氮,并且是在完全史无前例的前提下制造氮,”贝瑞说,他是莱斯特麦克纳尔化学传授,专注在过渡金属化学的研究。可以或许在情况前提下完成氨到氮的反映——并取得能量——是一件很是主要的工作。

多年来,氨一向被用作燃料来历。在第二次世界年夜战时代,它被用在汽车,今天的科学家正在斟酌在策动机中燃烧它以替换汽油的方式,特殊是在海运业中。但是,燃烧氨会释放有毒的氮氧化物气体。

新反映避免了那些有毒副yb体育app下载产品。假如反映产生在氨和钌在电极概况产生反映的燃料电池中,它便可以在不需要催化转化器的环境下洁净地发电。

“对燃料电池,我们想要的是电输出,而不是输入,”沃伦说。“我们发现了在室温下催化氨转化为氮气的化合物,无需施加任何电压或添加化学品。据我们所知,这是第一个做到这一点的进程。”

“我们已成立了用在分派氨的根本举措措施,它已在哈伯-博世进程中由氮气和氢气年夜量出产,”该论文的研究生和作者迈克尔·特伦里 (Michael Trenerry) 说。“这项手艺可以实现无碳燃料经济,但它是困难的一半。氨合成的错误谬误之一是我们用来制造氨的氢气来自自然气和化石燃料。”

但是,这类趋向正在产生转变,由于氨出产商试图出产“绿色”氨,此中氢原子由碳中性水电解而不是能源密集型的哈伯-博世工艺供给。

Berry 暗示,跟着氨合成的挑战获得知足,利用氨作为常见的能源或燃料会有良多益处。它是可紧缩的,就像丙烷一样,易在运输和贮存。固然一些氨燃料电池已存在,但与这类新工艺分歧,它们需要额外的能量,例如,起首将氨分化成氮气和氢气。

该小组的下一步包罗研究若何设计操纵新发现的燃料电池,并斟酌采取环保方式来制造所需的肇端材料。

“我想斟酌的下一个挑战之一是若何从水中生成氨,而不是氢气,”Trenerry 说。“胡想是插手水、空气和阳光来制造燃料。”

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