腦洞大開(kāi)，用水就能(néng)造出尿素？
來源： 時間：2019-03-11 15:31:38
3月5日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院發(fā)布一重磅消息：常溫常壓水相電催化合成(chéng)氨領域獲得突破！消息一出，立刻掀起(qǐ)業内一陣狂熱。對(duì)于農資圈來講，第一印象無疑是：以後(hòu)難道(dào)用水就能(néng)造出尿素？
衆多周知，合成(chéng)氨工業對(duì)國(guó)民經(jīng)濟與社會發(fā)展具有舉足輕重的作用。工業上廣泛采用的Haber-Bosch方法通過(guò)高溫高壓（300?500攝氏度，100?200個大氣壓）等苛刻條件來促使高純氫氣和氮氣在鐵基催化劑表面(miàn)進(jìn)行反應生成(chéng)氨，其能(néng)量和氫氣都(dōu)來自于化石燃料（如甲烷等），表現出高能(néng)耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺點。
電催化氮還(hái)原反應（總反應爲N2 + 3H2O→2NH3 + 1.5O2）提供了一種(zhǒng)可持續合成(chéng)氨的新路徑。該反應在常溫常壓下即可進(jìn)行，以大量易得的水與氮氣（空氣）作爲反應原料，以可持續能(néng)源（太陽能(néng)，風能(néng)等）産生的電能(néng)作爲能(néng)量來源，即可實現“零排放”合成(chéng)氨。
然而，電化學(xué)合成(chéng)氨技術仍面(miàn)臨重大挑戰，其發(fā)展嚴重受制于現有催化劑非常低下的選擇性與活性。若要將(jiāng)該技術實用化，就必須同時大幅提升催化劑的選擇性與活性。
然而，現有研究經(jīng)驗與理論表明，該反應催化劑普遍面(miàn)臨嚴重的“選擇性-活性”兩(liǎng)難問題：具有理論高活性的催化劑通常會導緻激烈的析氫副反應，從而表現出低的反應選擇性；而可能(néng)具有高選擇性的催化劑對(duì)氮的吸附又過(guò)強，導緻産物難以脫附，表現出過(guò)低的反應活性。因此，爲取得電催化合成(chéng)氨研究進(jìn)展，大幅提高催化劑的選擇性與活性，就必須突破現有理論，發(fā)展新型催化劑與催化體系。
北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院張亞文、嚴純華課題組與北京理工大學(xué)殷安翔課題組，該方法在常溫常壓（25攝氏度，1個大氣壓）下，從水和氮氣出發(fā)，即可實現高選擇性（電子利用率高于66%）和高速率（3.4gNH3g?1h?1）産氨。該方法較目前已有報道(dào)有數量級上的提升，爲電化學(xué)合成(chéng)氨的實用化提供了可能(néng)。
值得一提的是，該催化體系還(hái)具有廣泛适用性。堿金屬的促進(jìn)作用不僅限于铋催化劑，堿金屬的促進(jìn)作用還(hái)适用于一系列常用催化劑（如Pt、Au等）。此外，該催化體系對(duì)具有重要能(néng)源與環境意義的二氧化碳電催化還(hái)原反應同樣具有顯着的提升作用。
腦洞大開(kāi)，用水就能(néng)造出尿素？
解讀？？初步做了以下分析：
1、從煤炭、天然氣、石油等原料同空氣反映轉化爲水與空氣反映，解決了對(duì)煤和天然氣等能(néng)源的依賴性，不再需要消耗大量的能(néng)源。
2、高溫高壓操作環境變爲低溫低壓，進(jìn)一步簡化了工業生産的繁瑣過(guò)程，同時可能(néng)會減少一些列裝置安全問題。
3、合成(chéng)氨的下遊？？尿素的成(chéng)本，可能(néng)也會因此得到空前的釋放，成(chéng)本更低也不是不可。
