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摘要：研究提出了一种具有潜力的氨合成方法，利用了电化学反应的原理，可以在常温条件下进行，且可使用太阳能等可再生能源提供电场能量，从而减少能源消耗和碳排放。

关键词：氨合成、电化学反应、水微滴、电场

宾夕法尼亚大学的一个团队近日在《PNAS》上发表文章，介绍了一种新型的氨合成方法。文章认为，传统的氨合成方法往往需要在高压和高温下进行，消耗大量能源的同时还产生大量的温室气体。因此，开发一种更加环保和高效的氨合成方法具有重要意义。

该研究提出的新型氨合成方法利用了电化学反应的原理。在实验中，研究人员将氮气和水微滴混合，并将其放置在电场中。利用压缩的N₂或空气作为雾化气体，向带有磁性氧化铁（Fe₃O₄）和Nafion涂层石墨网格喷洒微小的水（H₂O）微滴，水微滴是与Fe₃O₄接触的N₂的氢源。产生的微小水滴飞溅进入质谱仪，在电场的作用下，氮气会发生电化学反应，这种气-液-固异相催化系统在0.2毫秒内合成氨气。这种方法可以在常温条件下进行，不施加外部电势和不进行辐射，转化率达到32.9±1.38 nmol s⁻¹ cm⁻²。可使用太阳能等可再生能源提供电场能量，从而减少能源消耗和碳排放。另外，还观察到了肼（H₂NNH₂）作为副产物，并怀疑它是氨生成的中间体。

该研究还探讨了这种新型氨合成方法的优势和限制。优势包括：(1) 可以在常温条件下进行，(2) 可以使用可再生能源来提供电场能量，(3) 可以高效地生产氨；限制则包括：(1) 需要进一步优化反应效率，(2) 需要解决催化剂稳定性和再生等问题，(3) 需要探索实现大规模生产的可行性等。

总的来说，该文章提出了一种具有潜力的氨合成方法，为未来开发更加环保、高效的化学生产工艺提供了新思路。这种方法的优势和限制需要进一步研究和探索，但无疑对于促进可持续发展和保护环境具有重要意义。

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从氮和水微滴中制造氨