空氣和水，再往常不過(guò)。但在科學(xué)家的巧思下，它們有望成為翻開(kāi)清潔動(dòng)力國(guó)際的一把新鑰匙。近來(lái)，日本東京大學(xué)工學(xué)院研討團(tuán)隊(duì)研宣布一種在常溫常壓條件下，運(yùn)用氮?dú)猓諝庵泻孔疃嗟臍怏w）和水組成為氨的新辦法。未來(lái)，這一成果如得到廣泛運(yùn)用，不只有助于打破制氨傳統(tǒng)工藝對(duì)高溫高壓及化石動(dòng)力的依靠，也為構(gòu)建一個(gè)“氮循環(huán)社會(huì)”供給了或許。

作為一種根底化工質(zhì)料，氨的身影遍及現(xiàn)代工業(yè)與農(nóng)業(yè)，從化肥出產(chǎn)到藥品制作、從冷卻劑到金屬加工，均離不開(kāi)它的參加。氨不只與氫氣相同在焚燒進(jìn)程中不發(fā)生二氧化碳，還在存儲(chǔ)和運(yùn)送上具有更高的安穩(wěn)性和經(jīng)濟(jì)性，因而被以為有望成為推進(jìn)動(dòng)力轉(zhuǎn)型的重要載體。不過(guò)，現(xiàn)在組成氨首要仍運(yùn)用20世紀(jì)初德國(guó)化學(xué)家哈伯創(chuàng)造的“循環(huán)法”，即經(jīng)過(guò)參加催化劑使氫氣和氮?dú)庠诟邷馗邏合陆M成氨。這一傳統(tǒng)工藝存在高能耗、高碳排放等問(wèn)題，而且高度依靠從煤和天然氣等化石資源中提取氫氣。

為應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)組成氨工藝面對(duì)的瓶頸，東京大學(xué)研討團(tuán)隊(duì)此前開(kāi)宣布一套熱能驅(qū)動(dòng)體系，跳過(guò)了氫氣這個(gè)“中心站”，經(jīng)過(guò)選用在有機(jī)化學(xué)中常見(jiàn)的碘化釤作為還原劑，只需將氮?dú)?、水與碘化釤、鉬催化劑混合，即可在溫文條件下完結(jié)氨的組成。比較傳統(tǒng)高能耗辦法，新工藝功率進(jìn)步近100倍，且質(zhì)料的運(yùn)用率更高。國(guó)產(chǎn)小視頻久久不過(guò)，現(xiàn)在碘化釤在反響后無(wú)法循環(huán)運(yùn)用，未來(lái)研討仍需霸占這一難題。

在此根底上，該團(tuán)隊(duì)此次構(gòu)建出一套由光驅(qū)動(dòng)的新式組成氨體系。他們選用一種可高效捕獲光能的銥基化合物，運(yùn)用太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光部分為反響注入動(dòng)力。在光照驅(qū)動(dòng)下，協(xié)作鉬催化劑和供給必需電子的叔膦，終究完成了以氮?dú)夂退疄橘|(zhì)料、在光照條件下直接組成氨分子的打破。該研討團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人西林仁昭介紹，若催化劑進(jìn)一步優(yōu)化，組成功率有望提升至本來(lái)的200倍。這一進(jìn)程不只條件溫文，且不發(fā)生二氧化碳，進(jìn)一步拓寬了綠色組成氨的技能途徑。

“我信任咱們能夠從天然中尋覓答案?！蔽髁秩收言诔惺懿稍L時(shí)表明，他的創(chuàng)意來(lái)源于天然界的“固氮奇觀”：某些植物如豆科作物，能與根瘤菌共生，經(jīng)過(guò)體內(nèi)的固氮酶，將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為可供植物吸收的氨。他們期望開(kāi)宣布一種人工固氮酶，用清潔動(dòng)力驅(qū)動(dòng)氨的組成?，F(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)的新辦法雖已在試驗(yàn)中取得開(kāi)始成功，但怎么完成規(guī)模化、持續(xù)安穩(wěn)的組成仍是重要應(yīng)戰(zhàn)。“咱們需求進(jìn)一步進(jìn)步反響功率、優(yōu)化資料挑選，并構(gòu)建完好的體系集成計(jì)劃?！蔽髁秩收驯砻?，團(tuán)隊(duì)正與相關(guān)企業(yè)協(xié)作以推進(jìn)實(shí)踐運(yùn)用。

$國(guó)產(chǎn)小視頻久久$$$$$中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研討所研討員郭建平介紹，直接用太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)氮?dú)夂退M成氨，是科學(xué)家長(zhǎng)久以來(lái)的愿望。在全球范圍內(nèi)，環(huán)繞氨組成的技能也在加快演進(jìn)，不論是熱催化、仿生催化、光催化仍是電催化，都在企圖打破“綠色固氮”的要害瓶頸。日本團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研討成果經(jīng)過(guò)組合光能轉(zhuǎn)化技能，完成了溫文條件下運(yùn)用光能組成氨，具有必定的打破含義。可是，現(xiàn)在這個(gè)“陽(yáng)光轉(zhuǎn)化器”的功率還比較低，中心資料本錢(qián)也偏高，體系的耐用性和循環(huán)運(yùn)用才能還需求科學(xué)家們持續(xù)攻關(guān)。

在郭建平看來(lái)，在21世紀(jì)的清潔動(dòng)力布局中，氫能被廣泛視為抱負(fù)的二次動(dòng)力載體，但現(xiàn)在還存在氫氣儲(chǔ)運(yùn)難、本錢(qián)高級(jí)難題。比較之下，氨在常溫下只需輕度冷卻和加壓即可液化，更適合船運(yùn)與長(zhǎng)期貯存。經(jīng)過(guò)氨的熱解，還能夠在終端從頭釋放出氫氣，完成“氫的轉(zhuǎn)移”。這使得氨不只是動(dòng)力載體，仍是氫能的重要中轉(zhuǎn)站，為未來(lái)氫能的廣泛運(yùn)用供給了更快捷的途徑。當(dāng)空氣和水成為新的“原資料”，當(dāng)陽(yáng)光照耀就能驅(qū)動(dòng)反響，或許下一個(gè)動(dòng)力年代正悄然來(lái)臨。

《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2025年08月25日 16 版）

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