美國的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種制造清潔氨的新方法,這種方法比使用綠色氫脫碳生產(chǎn)氨(NH3)的成本低60%。
目前,氨是通過哈伯-博施(Haber-Bosch)工藝將氫氣與空氣中的氮氣結(jié)合而產(chǎn)生的,由于將氮分子裂解為離子所需的高溫和高壓,這是非常耗能的。
因此,減少氨(NH3)排放,特別是用于化肥和其他化學(xué)品的氨排放的重點是通過可再生能源電解生產(chǎn)綠色氫來為其原料脫碳(目前主要來自化石氣或煤)。
然而,伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校(UIC)的一個研究小組設(shè)計了一種可以在低溫下運行的鋰介導(dǎo)氨合成(LMAS)的新工藝,該工藝將氮氣和供氫液體(如乙醇)與帶電的鋰電極結(jié)合在一起。
他們說,在與氫結(jié)合形成NH3分子之前,氮原子會“粘”在鋰上。
從那里,鋰催化劑和未使用的氫離子在每個循環(huán)中都得到再生,這意味著這種方法不會產(chǎn)生大量氫氣的副產(chǎn)物——這是類似電化學(xué)制氨方法的絆腳石之一。
研究小組的負(fù)責(zé)人Meenesh Singh表示,如果擴(kuò)大規(guī)模,通過LMAS制造每噸氨(NH3)的成本僅為450美元,比其他綠色氨生產(chǎn)途徑便宜60%。

市場情報機(jī)構(gòu)S&P的最新月度平均價格為每噸299美元至475美元,具體取決于生產(chǎn)地點,而由可再生氫制成的一噸綠色氨的成本在750美元至888美元之間。
“鋰基方法實際上可以在任何有機(jī)化學(xué)教科書中找到。這是眾所周知的。”Singh說。“但讓這個循環(huán)有效、有選擇地運行,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)上可行的目標(biāo),是我們的主要貢獻(xiàn)。”
目前,乙醇在世界范圍內(nèi)以相當(dāng)?shù)偷某杀敬笠?guī)模生產(chǎn),原料主要是玉米和甘蔗,但乙醇也可以從非食物物質(zhì)中生產(chǎn),如稻草、柳枝稷和玉米殘余物(玉米收獲后剩下的外殼、葉子和秸稈)。
但是UIC的研究人員并沒有說明LMAS與其他綠色氨生產(chǎn)方法相比的預(yù)期生命周期排放足跡。
如今,氨被用于生產(chǎn)化肥和化學(xué)品,并在未來幾年被列為主要的清潔航運燃料。
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