大化所開發(fā)出“節(jié)能減排”合成氨過程

近日，中科院大連化物所復合氫化物材料化學研究組陳萍研究員、郭建平副研究員團隊在合成氨研究中取得重要進展，通過開發(fā)出一種“溫和”的合成氨過程，大幅降低了合成氨反應的溫度和壓力，對節(jié)約能源、減少二氧化碳排放等環(huán)境問題具有重要意義。
　　氨是化肥的重要來源，對于人類社會的生存與發(fā)展至關重要。同時，氨作為可再生能源的載體，在可再生能源的儲存和轉(zhuǎn)化過程中的作用也日益受到人們的重視。目前，工業(yè)上合成氨主要通過哈伯-博施法，利用氫和空氣中氮直接合成氨。該過程需要在高溫高壓下進行，不但能量消耗高，而且還排放出大量的二氧化碳：合成氨過程每年消耗世界1-2%的能源，此外每生產(chǎn)1噸氨排放1.9噸二氧化碳，這都對環(huán)境造成了一定的影響。
　　為解決上述問題，陳萍團隊提出了一種以堿金屬亞氨基化合物為載氮體的低溫化學鏈合成氨技術，即堿金屬的氫化物首先通過“固定”氮氣生成相應的亞氨基化合物，隨后將反應氣氛切換為氫氣，使得亞氨基化合物加氫釋放出氨氣。
　　該工藝首先利用可再生能源產(chǎn)生的電能，通過空氣分離制氮和電解水制氫，然后將氮氣和氫氣交替通入載有氫化物的反應器中分別進行氮化和加氫反應，未反應的氣體經(jīng)分離純化后可循環(huán)使用。其中合成氨及吸附分離氨等部分單元已經(jīng)進行了實驗驗證。此工藝為可再生能源的儲存與利用及小規(guī)模分布式合成氨工廠的構建提供了一個方案。