离子液体在环境条件下产生氨

澳大利亚的科学家在室温和常压下，通过电化学方法在离子液体中还原大气中的氮气，生产出了产率高达60%的氨。这项技术改进了以前的氮还原方法，具有令人兴奋的可再生能源前景。

作为肥料的主要来源，氨是世界上最重要的化学物质之一。它作为一种易于运输的能源储存和可再生能源的氢来源也越来越受欢迎。一个多世纪以来，氨的工业合成一直采用哈伯-博斯工艺。但这是能源密集型的，需要高温高压，并产生约2%的全球二氧化碳排放量。一个可持续的替代方案可以解决很多问题。

电化学还原N₂对NH_3.是有可能的。尽管科学家们研究了各种电极、催化剂和条件，但它们的电流转换(或法拉第)效率低得离谱:在涉及环境条件的过程中不到7%。在2014年,斯图尔特发亮他在美国乔治华盛顿大学的团队报道了一种利用电、空气和蒸汽直接生产氨的方法效率为35%，但这涉及熔融氢氧根电解质中的蒸汽和200-250°C的温度。

现在,道格·麦克法兰他在莫纳什大学的团队几乎将这个数字翻了一番。他们的方法成功的关键是使用了某种疏水离子液体，这种离子液体对氮有很高的溶解度，但不吸收太多水。这对于防止发生在同一电位区域的水优先还原为氢是很重要的。典型的电解质具有高得多的含水含量和对氮的有限溶解度，受到这种竞争过程的不利影响。这并不是说离子液体的方法不会产生氢:事实上，它是唯一的副产品。

麦克法兰认为他们的工艺意义重大:“氨易于运输，可以直接用作燃料，也可以分解成氮和氢用于燃料电池。”氢也代表着一种储存能量的形式，麦克法兰说，考虑如何有效地分离和利用副产品是很重要的。

约书亚McEnaney该研究是美国斯坦福大学Jens Nørskov团队的一部分，该团队最近报道了该研究氨生产的另一种途径是锂循环策略，发现高效率和温和的条件令人鼓舞。他说:“这将激励研究人员继续提高这项工作和相关系统的效率和产量。”