東京大學研發空氣制氨新技術 助力清潔能源革新

東京大學研究生院工學系研究科的西林仁昭教授及其研究團隊近日宣布，成功在常溫常壓下利用空氣中的氮、水、還原劑和光線合成氨，這一突破性成果已于5月發表在英國科學雜志《自然-通訊》上。

氨作為全球最普及的化工原料之一，廣泛應用于化肥生產，其全球年產量約為2億噸。傳統制氨工藝由20世紀初德國發明，通過氮與氫的反應實現，但其發明者弗里茨·哈伯等人因此獲得諾貝爾化學獎。然而，該工藝需高溫高壓條件，且制氫過程常依賴化石燃料，導致二氧化碳排放。

西林教授的研究團隊借鑒了豆科植物根部共生細菌中的酶作用機制，這種酶能在無二氧化碳排放的情況下將氮轉化為氨。團隊成功利用氮、水、還原劑和光在常溫常壓下合成氨，標志著全球首次實現這一技術。西林教授表示，將水作為氫供應源是一大進步，盡管目前仍依賴還原劑，但無還原劑的合成技術已接近實現。

信州大學特別榮譽教授堂免一成對此成果給予高度評價，認為其接近自然界理想反應，具劃時代意義，但實現實用化還需改善催化劑反應速度和穩定性。

氨作為清潔燃料，燃燒時不排放二氧化碳，除化肥用途外，還可用于火力發電和氫運輸。若能僅用氮、水和光合成氨，將為利用空氣制造能源提供新途徑。未來，汽車安裝氨合成設備或家庭屋頂安裝類似光伏面板的裝置有望成為現實。

日本正積極推進氫和氨的商業化，氨因易液化和儲存優勢，成為氫能社會的重要一環。氨合成領域競爭激烈，美國加州理工學院和東京科學大學等機構也在進行相關研發。

然而，實驗室成果與商業應用間存在差距，直接合成氨技術的實用化還需攻克效率等課題。日本經濟新聞對此進行了詳細報道，指出該技術若成功應用，將對脫碳化進程產生深遠影響。