仅需空气和水作为原料，利用可再生电能作为能源，能够在常温常压的条件下快速合成氨……近日，中国科学技术大学熊宇杰教授团队提出基于等离子体和电催化耦合的绿氨合成技术的标准化实验方案。

据悉，这一标准化方案日前发表在《自然·协议》(Nature Protocols)上。

氨作为一种关键的化工原料，在化肥、聚合物及其他众多工业产品的制造中应用广泛，因此在工业中具有重要地位。然而，目前合成氨需要在高温高压的条件下进行，能耗较高，并且伴随着大量的二氧化碳排放。因此，如何在温和的条件下高效合成“绿氨”一直是能源化工领域的研究热点。

熊宇杰教授团队长期致力于氨等小分子的可再生能源催化合成研究，并与中国科学院电工研究所的邵涛团队合作，成功研发了将滑动弧放电等离子体反应器与膜电极组件反应器相结合的绿氨合成技术。

该技术采用“两步法”设计，即前端通过等离子体活化空气中的氮气生成氮氧化物，后端再将氮氧化物溶于水形成硝酸根，最后经电催化高选择性地还原为氨。与传统氮气还原反应相比，该技术规避了活化难、速率低的问题。据介绍，电催化反应所需的氮氧化物原料也可以从工业含氮废气中获取，这为废弃物的资源化利用带来了新的可能性。

论文详细阐述了该系统的基本原理，就催化剂制备、反应器配置、运行参数控制以及数据分析方法提供了标准化的指导。从该研究为绿氨合成的可重复性实验和系统优化提供了可操作性的技术框架，有望推动分散式可持续合成氨技术的发展。