威斯康辛大學麥迪遜分校研發氨替代燃料新技術

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。

為了實現聯合國的“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-氨轉化的氮能經濟。科學家們發現，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地產生氮，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電，其副產物只有質子和氮氣。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動機燃料替代汽油，特別是在航運業中，但氨氣燃燒會釋放出有毒的氮氧化物氣體。新的反應避免了產生有毒的副產物。如果這種反應在燃料電池中進行，氨和釕在電極表面發生反應，就可以清潔發電，而不需要催化轉化器。

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現了可以在室溫下將氨催化轉化為氮的化合物，無需施加任何電力或添加任何化學物質”。這項技術可以實現無碳燃料經濟性，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，這一趨勢正發生變化，氨生產商試圖利用碳中性的電解水提供的氫來生產“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現設計燃料電池，并考慮以環保的方式來制造所需原料。