东京大学研发空气制氨新技术 助力清洁能源革新

东京大学研究生院工学系研究科的西林仁昭教授及其研究团队近日宣布，成功在常温常压下利用空气中的氮、水、还原剂和光线合成氨，这一突破性成果已于5月发表在英国科学杂志《自然-通讯》上。

氨作为全球最普及的化工原料之一，广泛应用于化肥生产，其全球年产量约为2亿吨。传统制氨工艺由20世纪初德国发明，通过氮与氢的反应实现，但其发明者弗里茨·哈伯等人因此获得诺贝尔化学奖。然而，该工艺需高温高压条件，且制氢过程常依赖化石燃料，导致二氧化碳排放。

西林教授的研究团队借鉴了豆科植物根部共生细菌中的酶作用机制，这种酶能在无二氧化碳排放的情况下将氮转化为氨。团队成功利用氮、水、还原剂和光在常温常压下合成氨，标志着全球首次实现这一技术。西林教授表示，将水作为氢供应源是一大进步，尽管目前仍依赖还原剂，但无还原剂的合成技术已接近实现。

信州大学特别荣誉教授堂免一成对此成果给予高度评价，认为其接近自然界理想反应，具划时代意义，但实现实用化还需改善催化剂反应速度和稳定性。

氨作为清洁燃料，燃烧时不排放二氧化碳，除化肥用途外，还可用于火力发电和氢运输。若能仅用氮、水和光合成氨，将为利用空气制造能源提供新途径。未来，汽车安装氨合成设备或家庭屋顶安装类似光伏面板的装置有望成为现实。

日本正积极推进氢和氨的商业化，氨因易液化和储存优势，成为氢能社会的重要一环。氨合成领域竞争激烈，美国加州理工学院和东京科学大学等机构也在进行相关研发。

然而，实验室成果与商业应用间存在差距，直接合成氨技术的实用化还需攻克效率等课题。日本经济新闻对此进行了详细报道，指出该技术若成功应用，将对脱碳化进程产生深远影响。