东京工业大学集团首次开发出一种催化剂,可以在低于 50°C 的温度下由氢气和氮气合成氨。

 氨作为肥料养活了70%的人口,年产量达1亿吨。然而,作为原料的氢是通过燃烧化石资源获得的,占二氧化碳排放总量的 2%。

 因此,已经考虑通过可再生能源发电电解水获得清洁氢气,不排放CO2的方法,但使用常规催化剂,需要400°C左右的高温才能将氢气和氮气合成氨。您将需要它.由于产生的大部分可再生能源将用于生产氨,因此可用于制氢的电力可能会短缺。

 因此,在本研究中,我们致力于开发低温合成氨的催化剂,并专注于“氟化氢化钙(CaFH)”,它具有即使在低温下也能提供电子的特性。 我们在开发 CaFH 和钌纳米粒子的复合催化剂时发现,即使在 50°C 或更低的温度下也能合成氨,甚至在室温下也能运行。不仅如此,即使是200°C下的氨合成率也是目前使用的最高性能催化剂的两倍以上,而且稳定性在于即使在2°C以上的反应温度下,氨合成率也能持续运行300小时或更长时间。也得到了证实。

 以往的催化剂即使在100℃以下也没有任何改进,但在100℃以下的室温下运行,生产出性能优于现有催化剂的催化剂,意义重大。可以说,开启了利用自然能源生产CO2零排放、制氨效率显着的道路。

纸张信息:[自然通讯] 50℃氮气和氢气催化合成氨的固溶体

东京工业大学

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