电催化合成氨实验过程（科学家发现室温合成氨工艺）

电催化合成氨实验过程（科学家发现室温合成氨工艺）敏特尔与弥尔顿有意将他们的小规模合成氨工艺进行工业化生产，但这一行动还面临着几个严峻的挑战。首先是固氮酶对氧气极度的敏感。其次则是化学合成中难以获取的ATP（三磷酸腺苷），它为细胞以及生物固氮的过程提供能量。弥尔顿说，我们将重新设计这一反应，以避免使用ATP，进而使这种燃料电池“步入一个新阶段。工业化难题组装式N2 / N2燃料电池：碳纸电极插入燃料电池的阳极（左）和阴极（右）室。电子通过电路从阳极移动到阴极。质子（氧化的氢原子）穿过阳极室和阴极室之间的隔膜，提供合成氨所需的氢原子。电子的定向运动产生了电流--这就是该合成氨方法产生电力的来源。

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一个世纪前，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Harber）发明了利用氢气与氮气制备氨的新技术，并因此荣获1918年的诺贝尔化学奖。时至今日，该方法仍被广泛应用。它的出现可谓引发了人类社会的农业革命。

但是，该合成氨工艺苛刻的反应条件（高温高压），消耗了大量的社会能源（约占全世界能源总消耗的的百分之一）。如何降低合成氨的能源消耗，一直是化学家们思索的问题，毕竟，氨在当今社会仍然是一种非常重要的肥料。

近日，犹他大学的化学家们公布了一种合成氨的新方法：他们用自然界的酶作催化剂，在室温条件下成功制备出氨气。这一独辟蹊径的工艺还有一个额外的“小馈赠：反应过程会产生电流，尽管非常微小。该方法发表在《应用化学·国际刊》（Angewandte Chemie International Edition）上。

组装式N2 / N2燃料电池：碳纸电极插入燃料电池的阳极（左）和阴极（右）室。

电子通过电路从阳极移动到阴极。质子（氧化的氢原子）穿过阳极室和阴极室之间的隔膜，提供合成氨所需的氢原子。

电子的定向运动产生了电流--这就是该合成氨方法产生电力的来源。

工业化难题

敏特尔与弥尔顿有意将他们的小规模合成氨工艺进行工业化生产，但这一行动还面临着几个严峻的挑战。首先是固氮酶对氧气极度的敏感。其次则是化学合成中难以获取的ATP（三磷酸腺苷），它为细胞以及生物固氮的过程提供能量。弥尔顿说，我们将重新设计这一反应，以避免使用ATP，进而使这种燃料电池“步入一个新阶段。

但不管目前还怎样，这项工作最为显著的意义在于：与以往以大规模能量投入为特色的工业合成氨生产工艺截然不同，这种新工艺能以十分节能的方式实现氨的合成。