百年化工难题攻克！我国实现常温常压合成氨

快科技7月23日消息，近期中科院两支团队合作完成一项关键技术突破，在常温常压环境里，靠热催化就能用氮气和氢气做出氨，相关成果登上期刊《Chem》封面。

氨是制作化肥、各类化工产品的核心原料，支撑着全球粮食生产。现在工厂普遍在用的哈伯-博世工艺已经沿用百年，想要完成反应，必须维持350到500摄氏度高温，外加10到30兆帕高压。

整套流程耗能巨大，还会产生大量二氧化碳，一直是化工行业减碳的一大难点。

这件事难就难在氮气分子内部的化学键十分牢固，很难拆开。

过去做催化剂总会遇到一个两难问题，催化位点活性太高，拆开氮气后生成的中间产物会牢牢粘在材料表面，没法继续反应；活性太低又分解不开氮气，长久以来没人能平衡好两者。

研究人员把锂金属原子铺在金属钌表面，搭建出特殊的金属界面催化剂。

锂能给氮气输送电子，轻松打破稳定的化学键，同时弱化钌和含氮中间物的结合力，中间产物顺利完成加氢，生成的氨也能快速脱离催化剂表面，一举解决之前的矛盾。

团队还搭建出一套锂电池反应体系，电池放电时就能生成锂钌催化界面，通入混合气体后，常温常压下氨产出速率稳定。

依靠电池反复充放电，催化界面可以循环再生，整套反应能不间断稳定运行400小时以上。

这套新方案不用极端高温高压，生产设备和能源成本都会大幅下降，也能减少碳排放。未来有机会打造低能耗、绿色环保的全新制氨路线。