在实验室的概念验证中，这种新的生产方法也有可能在全球向氢经济过渡的过程中发挥作用，在全球向氢经济过渡的过程中，氨越来越被视为储存和运输氢能源问题的解决方案。

在今天发表于能源与环境科学，来自新南威尔士大学和悉尼大学的作者表示，氨合成是20世纪的重要成就之一。当用于化肥时，粮食作物的产量翻了两番，使农业能够维持不断增长的全球人口。

但自20世纪初首次大规模生产以来，氨的生产一直是能源密集型的——需要高于400摄氏度的温度和高于200大气压的压力——而且全部由化石燃料提供动力。

来自新南威尔士大学化学工程学院的论文合著者艾玛·洛弗尔博士说，传统的氨制造方法——被称为哈伯-博世工艺——只有在大规模生产时才具有成本效益，因为需要大量的能源和昂贵的材料。

她说:“目前我们通过哈伯-博世法制造氨的方法产生的二氧化碳比任何其他化学反应都要多。”

“事实上，制造氨消耗了全球约2%的能源，产生了1%的二氧化碳——如果你考虑到全球发生的所有工业过程，这是一个巨大的数字。”

洛弗尔博士说，除了哈伯-博世工艺留下的大量碳足迹外，必须在集中地点生产数百万吨氨，这意味着在世界各地运输氨需要更多的能源，更不用说在一个地方储存大量氨所带来的危险了。

因此，她和她的同事们研究了如何以更低的成本、更小的规模和使用可再生能源来生产它。

洛弗尔博士说:“我们的方法既不依赖化石燃料资源，也不排放二氧化碳。”

“一旦商业化，这项技术就可以直接在现场按需生产氨——农民甚至可以使用我们的技术在现场生产化肥——这意味着我们不需要储存和运输。”我们最近在贝鲁特看到了储存硝酸铵的潜在危险。

“因此，如果我们能让它在当地使用，并根据我们的需要制造它，那么对社会和地球的健康都有巨大的好处。”

无中生有

ARC DECRA研究员和合著者Ali (Rouhollah) Jalili博士说，试图用电将大气中的氮(N2)直接转化为氨，“在过去十年中对研究人员构成了重大挑战，因为N2的固有稳定性使其难以溶解和分离。”

贾利利博士和他的同事们设计了概念验证实验室实验，利用等离子体(一种在管中产生的闪电形式)将空气转化为化学家称为NOx的中间物——NO2-(亚硝酸盐)或NO3-(硝酸盐)。这些化合物中的氮比空气中的N2活泼得多。

他说:“我们与悉尼大学的同事合作，设计了一系列可扩展的等离子体反应器，可以以显著的速率和高能效产生氮氧化物中间体。”

“一旦我们在水中生成了中间体，设计选择性催化剂和扩展系统就变得容易得多。我们技术的突破在于高性能等离子体反应器与电化学相结合的设计。”

领导悉尼大学研究小组的帕特里克·卡伦教授补充说:“大气等离子体在绿色化学中的应用越来越多。通过诱导气泡内的等离子体放电，我们已经开发出一种克服能源效率和工艺规模挑战的方法，使该技术更接近工业应用。”

存储解决方案

科学教授Rose Amal是ARC全球氢经济培训中心的联合主任，她说，除了能够缩小技术规模的优势之外，该团队的“绿色”氨生产方法可以解决氢能源的储存和运输问题。

阿迈勒教授说:“氢很轻，所以你需要很大的空间来储存它，否则你就必须压缩或液化它。”

“但液态氨实际上比液氢本身储存更多的氢。因此，人们对使用氨作为无碳经济的潜在能源载体越来越感兴趣。”

阿迈勒教授说，使用即将出口的新的绿色方法，氨可能会大量生产。

“我们可以利用太阳能农场的电子来制造氨，然后以氨而不是氢的形式输出我们的阳光。

“当它到达日本和德国等国家时，他们可以将氨分解并将其转化为氢和氮，或者他们可以将其用作燃料。”

该团队下一步将把注意力转向将这一突破商业化，并正在寻求成立一家分拆公司，将其技术从实验室规模应用到现场。