威斯康辛大學麥迪遜分校的一個研究小組找到了一種將氨轉(zhuǎn)化為氮氣的新方法，朝著氨取代碳基燃料邁進了一步。這項技術(shù)借助一種金屬催化劑來釋放能量，而不需要額外能源。該成果發(fā)表在《Nature Chemistry》雜志上，并獲得威斯康星州校友研究基金會(Wisconsin Alumni Research Foundation)的臨時專利。

為了實現(xiàn)聯(lián)合國的“2050年世界碳中和”目標，威斯康辛大學麥迪遜團隊提出了一個基于氮-氨轉(zhuǎn)化的氮能經(jīng)濟?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，向含有類鉑元素——釕的金屬催化劑中加入氨可以在室溫下自發(fā)地產(chǎn)生氮，這意味著該過程不需要輸入額外的能量，并且可利用這一過程發(fā)電，其副產(chǎn)物只有質(zhì)子和氮氣。此外，該金屬絡合物可以通過暴露在氧氣中回收，并重復使用，整個過程比碳基燃料更清潔。

氨用作燃料由來已久，第二次世界大戰(zhàn)期間還用于汽車中，而今天的科學家們正在考慮把它作為發(fā)動機燃料替代汽油，特別是在航運業(yè)中，但氨氣燃燒會釋放出有毒的氮氧化物氣體。新的反應避免了產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)物。如果這種反應在燃料電池中進行，氨和釕在電極表面發(fā)生反應，就可以清潔發(fā)電，而不需要催化轉(zhuǎn)化器。

研究員Christian Wallen表示，對于燃料電池而言，需要的是電力輸出，而不是輸入?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)了可以在室溫下將氨催化轉(zhuǎn)化為氮的化合物，無需施加任何電力或添加任何化學物質(zhì)”。這項技術(shù)可以實現(xiàn)無碳燃料經(jīng)濟性，但這僅僅解決了問題的一半，因為合成氨的缺點是原料氫來自天然氣和化石燃料。然而，這一趨勢正發(fā)生變化，氨生產(chǎn)商試圖利用碳中性的電解水提供的氫來生產(chǎn)“綠氨”?；瘜W家John Berry表示，隨著合成氨問題得到解決，氨作為一種普通能源或燃料將有許多好處。氨像丙烷一樣可壓縮、便于運輸和儲存。雖然目前也有氨燃料電池，但與這種新工藝不同，它們需要額外的能量，如需首先利用外界能量將氨分解成氮和氫。該研究小組的下一步工作將研究如何利用這一新發(fā)現(xiàn)設計燃料電池，并考慮以環(huán)保的方式來制造所需原料。