常温常压标准化合成绿氨研究取得重要进展

    合成氨是化工领域的基石。传统合成氨工艺采用哈伯-博世法，需在高温高压条件下进行，存在能耗高、碳排放量大等问题。在温和条件下高效合成绿氨，是能源化工领域的重要研究方向。现有电催化氮还原技术面临氮气活化难、反应速率低等瓶颈，且缺乏统一的标准化实验体系，难以支撑技术的重复验证与系统优化。

近日，中国科学院电工研究所与中国科学技术大学合作团队，搭建了等离子体-电催化氮还原（PE-N₂RR）技术的标准化实验体系，探究了该技术在常温常压下高效合成绿氨的可行性与反应机理。结果表明，该技术采用创新的“两步法”路线：前端通过等离子体活化空气中的氮气（或工业废气）生成氮氧化物，后端将其转化为硝酸根，再经电催化高选择性还原为氨。该路径有效避开了传统氮气直接还原的活化难题，实现了氨的绿色合成；同时，标准化实验流程显著提升了实验可重复性与系统优化效率。

研究进一步明确了该技术体系的关键参数与操作规范。从钙钛矿氧化物La_1.5Sr_0.5Ni_0.5Fe_0.5O₄的制备，到等离子体与电催化系统的耦合搭建，标准实验流程约需72小时，完整反应测试周期约200小时。该成果不仅为废弃氮氧化物的资源化利用提供了新途径，也为去中心化绿氨合成技术发展建立了可操作的技术基准。

上述工作确立了PE－N₂RR技术的标准化实验体系，同时也提出在绿氨合成的基础研究与产业转化过程中，应充分重视标准化方案对技术成果转化与规模化应用的支撑作用。

相关研究成果发表在《自然－实验室指南》（Nature　Protocols）上。

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绿氨合成流程示意图