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水和空气可以合成氨?蒙纳士教授关于绿色合成氨已有重大突破!

澳大利亚留学云-院校新闻-2022年03月29日 17:10

氨是地球上最重要的农产品化肥成分,是它在发挥作用增加我们的农业产量,从而养活更多的地球人口。

  氨是地球上最重要的农产品化肥成分,是它在发挥作用增加我们的农业产量,从而养活更多的地球人口。

  当前,大多数氨是由大型工厂生产的,采用的是一个多世纪前德国人Fritz Haber和Carl Bosch设计的工艺,这种生产方式造成了当前1.8%的全球温室气体排放。

  那么是否有办法可以用更清洁更绿色的方式生产氨呢?

  关于这个问题,蒙纳士大学化学教授Doug MacFarlane表示,答案是肯定的。从很早的时候起,他便开始尝试用占我们呼吸的空气78%的氮(N2)和饮用水中的氢(H)直接合成氨(NH3)。

  现在,他已与Alexandr Simonov教授和Bryan Suryanto教授合作研发设计了一种生产绿色氨的方法,该方法类似于生产氢气的电解法,或将代替生产氨的传统工艺。

  MacFarlane教授说,绿色氨“几乎可以在所有方面”替代化石燃料。比如,汽车、公交车甚至喷气式飞机,都可以使用氨作为能源,其在发动机中的运行方式类似于液化石油气。

  2020年墨尔本正处于COVID-19长期封锁期间时,Suryanto教授取得了绿色合成氨的突破。

  当时,他正与Verdant公司合作,在蒙纳士大学克莱顿校区的实验室里研发如何通过电解从盐水中制造漂白剂。研发所生产的漂白剂可用来消毒物品表面,产生的碱性溶液也可以用来洗手。这种碱性溶液比肥皂对皮肤更好,在医院很受欢迎。科研团队研发的两种产品在疫情紧急时期都有着很高的需求。

  在研发漂白剂的同时,Suryanto教授也在实验膦盐是否可以用来通过电解制造绿色氨。

  此前,科研团队尝试制造绿色氨时只能生产出少量的氨,不足以进行商业生产。令Suryanto教授惊讶的是,磷酸盐能够助他“在室温下,高速、高效地生产氨”。

  起初,MacFarlane教授和Alexandr Simonov教授并没有太早为这一结果而感到兴奋,经过反复商讨证实,Suryanto教授才将发现成果发表在《科学》杂志上。

  一家名为Jupiter Ionics的公司得以成立,由澳大利亚创新与科学办公室前首席执行官Charles Day博士领导,以对这种绿色合成氨进行商业开发应用。

  MacFarlane教授表示,绿色氨相较于传统工艺造氨的优势之一是不需很大的生产空间,“绿色氨厂可以很小,你不需要拥有庞大的化学制造设施,所用的设施甚至可以像一台iPad那么小,通过持续产生少量的氨来运行商业温室或水培设施。这意味着未来化肥的分布式生产将成为可能。”

  绿色氨或许没有绿色氢气那么出名,但它是化石燃料更实际的替代品,因为它的易燃性较低,而且由于Haber-Bosch工艺造氨的普及,制造和运输氨的基础设施在全球已经存在了。

  然而广泛使用绿色氨也有着相应的隐患——过多的使用合成化肥会增加地球的氮化合物暴露,从而污染河流和海洋,以及大气,因此,MacFarlane教授表示未来会对氮循环进行更多的必要研究,让我们拭目以待。

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莫纳什大学

学校类型:公立大学建校时间:1958

全球排名:58国内排名:6

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学校简介:莫纳什大学(Monash University),也称为莫纳什大学。世界百强名校,是澳洲八大名校(Group of Eight)的盟校成员。于1958年由国会建立,是维多利亚州的第二所古老的大学,为纪念杰出的澳大利亚军人、学者兼工程师约翰·莫纳什爵士,大学以其姓氏命名。…更多

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