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为更绿色的氨生产铺路
麻省理工学院的新研究可能会为无化石燃料工艺带来更好的材料，以制造化肥和其他产品所必需的化学品。
来源:MIT新闻 - 人工智能氨是世界上最重要的化学品之一，年总产量仅次于硫酸。它主要用于制造肥料，这对于养活世界人口至关重要。然而，其生产占世界能源消耗的2%和温室气体排放的约1.5%，因此人们一直在寻求更可持续的氨生产方法。
传统的氨制造方法已使用一个多世纪，占产量的绝大多数，即哈伯-博世法，该方法依赖化石燃料提供所需的热量。该过程中使用的氢气也主要来自化石燃料。
还有另一种方法，使用电化学代替热量和压力，但到目前为止，这种方法在所需规模上远未达到经济竞争力。
现在，麻省理工学院的研究人员开发了一种方法，可以预测哪些材料最有希望作为电化学氨生产中的催化剂。催化剂有助于驱动化学反应，其性质决定了这些反应的效率。新方法不是通过试错来测试数百万种可能合金中的每一种组合——这可能需要数年时间——而是可以大大加快寻找能够使这种低排放方法在与哈伯-博世法竞争中具有竞争力的材料。
“我们的方法确定了驱动氨生产中催化活性的关键物理特性，”核科学与工程系和材料科学与工程系Breen M. Kerr教授Bilge Yildiz说。研究结果可以指导寻找新的、更有效的催化剂化合物。
这项开放获取的研究结果于8月11日发表在皇家化学会期刊EES Catalysis上，作者是Yildiz和博士研究生Constantine Athanitis（材料科学与工程系）和Filip Grajkowski（化学系）。
更环保氨的挑战
Athanitis说，随着世界人口的增长，“我们将需要越来越多的食物，而我们能够养活这么多人的唯一原因就是化肥。”但超过90%的肥料所需氨仍然是通过能源密集型的哈伯-博世法生产的，他说，这种方法“自一个多世纪前问世以来已经过高度优化”。