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室温条件下产生氨的离子液体

作者: 日期:2018/2/9 10:26:11 人气:31

化工信息网 每日热点】电还原技术可以引领氨经济。

澳大利亚科学家们在室温和常压下,通过电化学的方法还原大气中的氮气,在离子液体中产生了高达60%的氨气。这项技术改善了以往减少氮的方法,为可再生能源带来了令人振奋的前景。

氨是世界上最重要的化学物质之一,也是肥料的主要来源。它作为一种易于运输的能源储存和可再生能源氢气的来源获得了越来越多的关注。一个多世纪以来,氨一直是由Haber–Bosch工业化合成的。但这种能源密集型需要较高的温度和压力,并产生约2%的全球二氧化碳排放。一个可持续的替代方案将解决许多问题。

电化学将N2还原为NH3是有可能的。尽管科学家们已经研究了各种电极、催化剂和条件,但它们的电流转换效率(或faradaic)低得不切实际:对于环境条件下的工艺,效率不到7%。2014年,美国乔治华盛顿大学的Stuart Licht团队报道了一种从电力、空气和蒸汽中直接生产氨的方法,效率为35%,但这涉及到熔融氢氧化物电解质中的蒸汽和200–250°C的温度。

现在,Doug MacFarlane在Monash大学的团队已经将这个数字翻了一番。他们方法成功的关键是使用某些疏水性离子液体,它们对氮有很高的溶解度,但不能吸收很多水。这对于防止在同一潜在区域将水优先地还原为氢具有重要意义。这种竞争过程严重影响了水含量高、氮溶解度有限的典型电解质。这并不是说以离子液体为基础的方法不产生氢:事实上它是唯一的副产品。

MacFarlane认为,他们的过程意义重大:氨很容易运输,可以直接用作燃料,也可以裂解成氮和氢,用于燃料电池。氢也是一种储存能量的形式。麦克法兰认为重要的是要考虑如何分离和有效利用这些副产品。

美国斯坦福大学Jens N?rskov的小组成员Joshua McEnaney最近报道了以锂循环战略为核心的氨生产替代途径,他认为高效和温和的条件令人鼓舞。他说,这将激励研究人员继续利用这项工作和相关系统的效率和产出。

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