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一组科学家正试图将世界从碳经济转变为氮经济。在美国能源部支持的一种极具创新的方法中,研究人员发现了一种将氨转化为氮气的方法,这种方法可以在不需要能量输入的情况下产生能量。这一发现是一项新兴技术的一部分,距离商业可行性还有很长的路要走,但对于一个正在疯狂尝试脱碳的世界来说,它带来了巨大的希望。
这一发现最近发表在科学杂志《自然化学》的一篇论文中,论文的题目很吸引人:“二钌络合物自发形成N2使氨的电催化和有氧氧化成为可能。”他们发现的“自发性”非常重要。据《科学日报》报道,研究人员发现,“将氨添加到含有类铂元素的金属催化剂中,自然会产生氮,这意味着不需要额外的能量。”这些科学家制造氮的方式是“前所未有的”,这标志着在能源领域的创新端有了一个巨大的令人兴奋发现。
虽然一个世纪以来氨一直被用作燃料来源,但它的燃烧会产生一种剧毒的氧化氮气体。科学家们一直在追求将氨作为一种清洁能源的想法,因为它储量丰富,易于储存,燃烧类似于丙烷,而且不排放温室气体。此外,它还很高效:燃料电池的能量密度是锂离子电池的10倍。尤其是航运业,对氨水可能成为清理航运业的解决办法充满了极大的希望——航运业是世界上最脏的行业之一。
虽然科学家们已经研究氨作为一种清洁能源有一段时间了,但要找到一种可行的方法仍面临许多挑战。在年一篇题为“氨燃烧的科学和技术”的科学论文中,一个科学家团队列出了这些无数的障碍,并总结称,“克服这些挑战需要对氨火焰动力学和化学进行进一步的研究。”两年后的今天,研究人员取得了重大突破。威斯康辛大学研究小组发现方法可以用来制造清洁能源,只释放出质子和副产品氮气,而这两种物质都不会对大气构成威胁。更重要的是,在这个过程中使用的金属可以回收和再利用,使这个过程高效、绿色和低浪费。如果我们能在未来扩大这种技术的使用范围,这将是对抗气候变化和全球推动煤炭和石油驱动经济脱碳的巨大进步。《科学日报》援引《自然化学》那篇论文的作者之一克里斯蒂安·瓦伦的话说:“当今世界运行的是碳燃料经济。”“这不是一个伟大的经济,因为我们燃烧碳氢化合物,释放二氧化碳到大气中。我们没有办法实现真正的碳循环,也没有办法将二氧化碳重新转化为有用的燃料。”
氮经济可能是未来一个更清洁、更绿色、更适宜居住的世界的答案。新兴技术和创新思维是斗争中非常重要的一部分。人类必须向清洁能源过渡,以避免气候的最坏影响。