通过利用液态金属的独特能力，一种制造氨的新方法可以显着减少因生产这种广泛使用的化学品而造成的碳排放。

氨被用作肥料来种植我们的大部分食物，但也发挥着重要作用清洁能源作为安全运输氢气的载体。

全球产量氨然而，它的环境成本很高：它消耗了全球 2% 以上的能源，并产生了高达全球 2% 的碳排放。

皇家墨尔本理工大学研究员、该主题研究的主要作者 Karma Zuraiqi 博士表示，她的团队的绿色替代方案比当今用于将氮和氢分解为百年历史的哈伯-博世工艺减少了 20% 的热量和 98% 的压力。氨。

该作品出现在自然催化。

“目前全球氨生产的排放量是澳大利亚的两倍。如果我们能够改进这一工艺并降低能源密集度，我们就可以大大减少碳排放”，皇家墨尔本理工大学工程学院的 Zuraiqi 说道。

研究结果表明，低能耗方法在生产氨方面与当前的金标准一样有效，更多地依赖于有效的液态金属催化剂和较少的压力。

祖莱奇说：“我们使用的铜和镓也比当前方法中用作催化剂的贵金属钌更便宜、更丰富。”“这些优势都使其成为令人兴奋的新开发成果，我们渴望进一步研究并在实验室外进行测试。”

液态金属来救援

包括 RMIT 教授 Torben Daeneke 在内的团队处于利用液态金属催化剂特殊性能进行氨生产、碳捕获和能源生产的前沿。

催化剂是一种物质，它可以使化学反应发生得更快、更容易，而且本身不被消耗。

这项最新研究展示了他们的新技术，通过制造含有铜和镓的微小液态金属液滴（因其坚硬的外壳、液态外核和固态内核结构而被称为“纳米行星”）作为分解氮原料的催化剂和氢气。

“液态金属使我们能够以更动态的方式移动化学元素，使所有物质都到达界面并实现更有效的反应，这是催化的理想选择，”Daeneke 说。“铜和镓分别被认为是氨生产的不良催化剂，但它们在一起却表现得非常好。”

测试表明，镓分解了氮，而铜的存在有助于分解氢，两者结合起来可以像目前的方法一样有效，而成本却只是现有方法的一小部分。

“我们基本上找到了一种方法来利用两种金属之间的协同作用，提高它们各自的活性，”达内克说。

RMIT 目前正在引领该技术的商业化，该技术由 RMIT 和 QUT 共同拥有。

产业升级

虽然通过传统的哈伯-博世工艺生产的氨只能在大型设施中使用，但该团队的替代方法可以适合大规模和小型分散生产，其中少量是在太阳能发电厂廉价生产的，这反过来又会削减运输成本和排放。

除了在生产化肥用氨方面的明显应用外，该技术还可能成为氢工业的关键推动力，并支持摆脱化石燃料。

“让氢更安全、更容易运输的一个好方法是将其转化为氨，”Daeneke 解释道。“但是，如果我们使用通过现有技术生产的氨作为氢载体，那么氢工业的排放可能会显着增加全球排放量。我们的愿景是将我们的绿色氨生产技术与氢技术，使绿色能源能够安全地运送到世界各地，而不会在途中造成巨大损失，”他说。下一个挑战是升级该技术（迄今为止该技术已在实验室条件下得到验证），并设计该系统以在更低的压力下运行，使其作为分散式工具更加实用，适用于更广泛的行业。

他说：“现阶段，我们对结果感到非常兴奋，并热衷于与有兴趣扩大其行业规模的潜在合作伙伴进行交谈。”

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