氫能產業的發展是助力實現“雙碳”目標的重要途徑之一，然而氫氣的儲運難題是制約其規?；l展的主要因素。氨具有儲氫量高、易液化、便于儲運等優勢，被認為是最具潛力的氫能載體之一，近期備受業界青睞。近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員陳萍、副研究員曹湖軍、副研究員高文波團隊在化學鏈合成氨研究領域取得新進展。團隊設計了一種亞氨基鋰（Li₂NH）介導的電驅動化學鏈合成氨（ECLAS）新過程，為可再生能源驅動的“綠色合成氨”過程提供了研究思路。相關成果發表在《美國化學會能源快報》上，并被評選為內封面文章。

內封面圖片（研究團隊供圖）

目前，工業合成氨主要采用化石能源驅動的Haber-Bosch工藝，但這是一種高能耗、高碳排放的過程。因此，開發可再生能源驅動的“綠色合成氨”過程面臨挑戰?！?/span>

團隊在前期開發氫化物介導低溫催化合成氨及亞氨基化物介導熱化學鏈合成氨研究的基礎上，提出了一種電驅動的化學鏈合成氨新過程，提高了該熱化學鏈合成氨過程的產氨速率和加氫產氨反應的氨平衡濃度。并且，不同于文獻報道的Li₃N介導的電化學合成氨過程（三步反應：Li⁺還原為Li；Li固氮生成Li₃N；Li₃N再質子化生成氨和Li⁺），本工作中利用的是LiH和Li₂NH之間的轉化生成氨過程（兩步反應：LiH固氮生成Li₂NH；Li₂NH加氫生成氨并再生LiH），理論上具有更優的反應熱力學，因此可在更低的電壓下實施高效產氨。

本研究展示了亞氨基化物作為載氮體在電驅動化學鏈合成氨中的潛力，并為開發由可再生能源驅動的“綠色合成氨”過程提供了設計思路。