AEM: 使用可再生能源高效绿色合成氨

雨辰

2021-04-14

通过Haber‐Bosch工艺合成氨已有100多年的历史了，但当能源和原料来源从化石燃料转向可再生电力时，该工艺就需要重新设计。

有鉴于此，剑桥大学Laura Torrente‐Murciano等人，首次证明了通过结合催化剂和吸附剂以超越单通道平衡来合成和分离氨的实验可行性。

本文要点

1）钌基催化剂分别使用纳米结构的CeO₂载体和Cs电子促进剂来消除对氢和氨的抑制作用，从而创造出一种低温(<300°C)活性迅速接近平衡的催化剂。

2）该吸附剂使用MnCl₂来避免酸的释放，从而避免了传统吸收剂（如MgCl₂）的分解，而SiO₂载体则可以同时增强MnCl₂的分散性并提高稳定性。这种集成的催化剂吸收系统可重复地超过单次氨合成平衡。

3）催化剂和吸附剂的动力学模型成功地预测了实验的长期行为，并促进了集成系统的设计。这些结果为降低间歇性和孤立的可再生能源与氨的合成提供了一个框架，从而降低了资本的复杂性并提高了过程的灵活性，以适应不断变化的能源格局。

总之，该工作将氨合成和分离成功集成在一个无循环过程中，为绿色氨技术奠定了基础。

参考文献：

Collin Smith et al. Exceeding Single‐Pass Equilibrium with Integrated Absorption Separation for Ammonia Synthesis Using Renewable Energy—Redefining the Haber‐Bosch Loop. Advanced Energy Materials, 2021.

DOI: 10.1002/aenm.202003845

https://doi.org/10.1002/aenm.202003845