2月13日，上海交通大學(xué)變革性分子前沿科學(xué)中心李俊團隊研發(fā)出一項可在常溫常壓下高效合成氨的新技術(shù)，為綠色制氨產(chǎn)業(yè)開辟了顛覆性路徑。

　　北京時間2月13日，該項研究成果在線發(fā)表于國際頂尖期刊《科學(xué)》(Science)。

　　氨是農(nóng)業(yè)化肥、工業(yè)原料的核心成分，目前全球主要依靠傳統(tǒng)哈伯-博施工藝生產(chǎn)。這種方法不僅需要400攝氏度至500攝氏度的高溫、10兆帕至30兆帕高壓的苛刻條件，還依賴化石燃料，每年貢獻(xiàn)全球約1%的二氧化碳排放。

　　為找到更環(huán)保高效的制氨方法，學(xué)術(shù)界聚焦鋰介導(dǎo)氮氣電化學(xué)還原技術(shù)，但長期面臨瓶頸：反應(yīng)中關(guān)鍵的固體電解質(zhì)界面層(SEI)離子傳導(dǎo)慢，導(dǎo)致制氨效率低、無法連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，難以規(guī)模化應(yīng)用。

　　李俊團隊針對性突破這一瓶頸，創(chuàng)新設(shè)計出分層結(jié)構(gòu)的SEI，如同給電極穿上“多功能防護衣”，外層加速離子釋放，中間層搭建高效傳輸通道，內(nèi)層提供反應(yīng)活性位點，三層協(xié)同使離子傳輸效率提升100倍。

　　經(jīng)團隊實驗驗證，該技術(shù)在常溫常壓、連續(xù)流條件下，可實現(xiàn)每平方厘米100毫安的高電流密度，制氨法拉第效率達(dá)98%、能量效率達(dá)21%，還能穩(wěn)定運行50小時，徹底打破了傳統(tǒng)技術(shù)的局限。該突破不僅大幅降低制氨的能耗和碳排放，還能依托可再生能源實現(xiàn)分布式生產(chǎn)，未來可用于偏遠(yuǎn)地區(qū)化肥供應(yīng)、工業(yè)氨氣制備等場景;其核心的離子傳輸調(diào)控技術(shù)還能為新能源電池等領(lǐng)域提供借鑒。