等离子的新型电解工艺可以为可再生能源打开新的大门

俄亥俄州的研究人员报告说，成功复兴了一种生产非常有用的复合氨的老方法。他们使用基于等离子体的电解反应从氮气和水中生成氨。此外，他们不需要使用任何氢或固体金属催化剂。

氨于20世纪初开始合成。如今，它被用于制造肥料和许多其他对现代文明至关重要的产品。

自1930年代以来，化工厂一直使用相同的方法来批量生产氨。但是，化学过程需要大量的氢气，只能从化石燃料中获取氢气。

对大量碳氢化合物的需求使氨成为大量生产的最耗能的化学品之一。因此，凯斯西储大学的研究人员寻找一种在比现有方法温度和压力低的条件下生产化学药品的新方法。(相关：正在研究紫色光养细菌作为将污水转化为清洁能源的潜在手段。)

新的制氨工艺不需要热量，温度或化石燃料

在为商业市场生产氨气时，Haber-Bosch方法是标准方法。该工艺以两位发明并精制它的德国研究人员的名字命名，该工艺使氮气和氢气承受相当大的压力和热量。然后添加铁基催化剂，以进一步提高成分之间的化学反应速率。

当石油工业开发出甲烷蒸汽重整技术时，德国人开发的方法进一步提高了效率。后一种技术使从化石燃料中提取氢变得更容易，更便宜，从而使Haber-Bosch方法的成本更低。考虑到这一点，凯斯研究人员需要一种不同的方式来在环境温度下触发分子的化学键。特别是，他们需要一种可以激活氮的试剂。

他们决定使用等离子体，将离子化的气体视为固体，液体和气体的第四种状态。等离子体由正离子和自由电子组成，因此可能会影响氮的化学键。

基于等离子体的新工艺不需要Haber-Bosch方法使用的高压，高热量或氢气。因此，它可以适应可挂接到可再生能源的小得多，耗能少的化工厂。

现代的固氮方法

凯斯研究人员从另一种称为Birkeland-Eyde工艺的固氮方法中汲取了灵感。挪威研究人员甚至在Haber-Bosch处理之前就创建了这种较早的方法。

Birkeland-Eyde工艺代替氢气使用氧气作为氮气的伴侣。该过程产生了硝酸盐，硝酸盐在许多与氨相同的过程中使用。

挪威进程输给后来的德国对手的主要原因是因为Birkeland-Eyde进程需要大量电力。在20世纪初期，电力供应短缺。

为了生产氨，新技术采用了电解合成方法。它可能与可再生能源挂钩。

案例研究人员Mohan Sankaran解释说：“但是，就像Birkeland-Eyde工艺一样，我们使用的是等离子体，它是高能耗的。”他与研究员Julie Renner共同开发了这项新技术。“电力仍然是一个障碍，但是现在不那么多了，随着可再生能源的增长，将来可能根本就不会成为障碍。”

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