水和空氣可以合成氨？蒙納士教授關于綠色合成氨已有重大突破！

　　氨是地球上最重要的農(nóng)產(chǎn)品化肥成分，是它在發(fā)揮作用增加我們的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，從而養(yǎng)活更多的地球人口。

　　當前，大多數(shù)氨是由大型工廠生產(chǎn)的，采用的是一個多世紀前德國人Fritz Haber和Carl Bosch設計的工藝，這種生產(chǎn)方式造成了當前1.8%的全球溫室氣體排放。

　　那么是否有辦法可以用更清潔更綠色的方式生產(chǎn)氨呢？

　　關于這個問題，蒙納士大學化學教授Doug MacFarlane表示，答案是肯定的。從很早的時候起，他便開始嘗試用占我們呼吸的空氣78%的氮(N2)和飲用水中的氫(H)直接合成氨(NH3)。

　　現(xiàn)在，他已與Alexandr Simonov教授和Bryan Suryanto教授合作研發(fā)設計了一種生產(chǎn)綠色氨的方法，該方法類似于生產(chǎn)氫氣的電解法，或?qū)⒋�替生產(chǎn)氨的傳統(tǒng)工藝。

　　MacFarlane教授說，綠色氨“幾乎可以在所有方面”替代化石燃料。比如，汽車、公交車甚至噴氣式飛機，都可以使用氨作為能源，其在發(fā)動機中的運行方式類似于液化石油氣。

　　2020年墨爾本正處于COVID-19長期封鎖期間時，Suryanto教授取得了綠色合成氨的突破。

　　當時，他正與Verdant公司合作，在蒙納士大學克萊頓校區(qū)的實驗室里研發(fā)如何通過電解從鹽水中制造漂白劑。研發(fā)所生產(chǎn)的漂白劑可用來消毒物品表面，產(chǎn)生的堿性溶液也可以用來洗手。這種堿性溶液比肥皂對皮膚更好，在醫(yī)院很受歡迎。科研團隊研發(fā)的兩種產(chǎn)品在疫情緊急時期都有著很高的需求。

　　在研發(fā)漂白劑的同時，Suryanto教授也在實驗膦鹽是否可以用來通過電解制造綠色氨。

　　此前，科研團隊嘗試制造綠色氨時只能生產(chǎn)出少量的氨，不足以進行商業(yè)生產(chǎn)。令Suryanto教授驚訝的是，磷酸鹽能夠助他“在室溫下，高速、高效地生產(chǎn)氨”。

　　起初，MacFarlane教授和Alexandr Simonov教授并沒有太早為這一結果而感到興奮，經(jīng)過反復商討證實，Suryanto教授才將發(fā)現(xiàn)成果發(fā)表在《科學》雜志上。

　　一家名為Jupiter Ionics的公司得以成立，由澳大利亞創(chuàng)新與科學辦公室前首席執(zhí)行官Charles Day博士領導，以對這種綠色合成氨進行商業(yè)開發(fā)應用。

　　MacFarlane教授表示，綠色氨相較于傳統(tǒng)工藝造氨的優(yōu)勢之一是不需很大的生產(chǎn)空間，“綠色氨廠可以很小，你不需要擁有龐大的化學制造設施，所用的設施甚至可以像一臺iPad那么小，通過持續(xù)產(chǎn)生少量的氨來運行商業(yè)溫室或水培設施。這意味著未來化肥的分布式生產(chǎn)將成為可能。”

　　綠色氨或許沒有綠色氫氣那么出名，但它是化石燃料更實際的替代品，因為它的易燃性較低，而且由于Haber-Bosch工藝造氨的普及，制造和運輸氨的基礎設施在全球已經(jīng)存在了。

　　然而廣泛使用綠色氨也有著相應的隱患——過多的使用合成化肥會增加地球的氮化合物暴露，從而污染河流和海洋，以及大氣，因此，MacFarlane教授表示未來會對氮循環(huán)進行更多的必要研究，讓我們拭目以待。