电磁场辅助热催化实现低温低压大规模氨合成

氨(NH 3)作为最常见的工业化学品之一，对于氮肥生产至关重要，并显示出作为下一代绿色燃料的潜力。工业氨合成依赖于化石燃料产生的氢气和氮气(哈伯-博世法)在高温(~500°C)和高压(>15 MPa)下的反应，消耗全球约2%的电力并排放~占全球温室气体的1.5%。

中国天津大学的团队开发了一种电磁场(EMF)辅助的HB技术，采用商业铁基催化剂在温和条件下合成氨。有EMF辅助时的起始温度为100℃，明显低于无EMF辅助时的起始温度(300℃)。在使用 80 g 商用催化剂的典型放大实验中，EMF 辅助 HB 技术明显提高了氨收率(约 5 倍)并降低了能耗(约 2.7 倍)。催化性能的增强可归因于 EMF 在侧向和端向吸附模式下诱导更多的电子从 Fe 轨道转移到 N≡N 轨道。

他们在天津大学建设了年产1万公斤的电磁场辅助热催化中试系统，迈出了电磁场辅助热催化从实验室走向产业化的第一步。他们正在可再生能源丰富的省进一步开展电磁场辅助热催化放大研究，为突破可再生能源大规模储运瓶颈探索可行的产业化路径，推动早日实现规模化利用。实现“双碳”目标。

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