Ett kinesiskt forskargrupp har utvecklat ett "mildare" sätt att syntetisera ammoniak genom att kräva lägre temperatur och tryck än den nuvarande metoden. Processen erbjuder stora löften för att spara energi och minska koldioxidutsläppen.

Den nya processen utvecklades av en forskargrupp som leddes av prof. Chen Ping och Dr Guo Jianping från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) från Chinese Academy of Sciences. Det innebär en ny kemisk looping -metod baserad på metallhydrid och imid. Processen fungerar vid atmosfärstryck och 100 till 350 grader C, i motsats till Haber-Bosch-processen-som för närvarande dominerar världens ammoniakproduktion-som arbetar vid 100 till 200 bar och 350 till 450 grader C.

Ammoniak är viktigt för att producera kvävegödsel. Det har också potential att lagra och transportera förnybar energi. Dock, nuvarande ammoniakproduktion är mycket energikrävande - förbrukar 1 till 2 procent av världens energiproduktion. Dessutom, cirka 1,9 ton koldioxid produceras för varje ton ammoniak.

"För att hantera utmaningarna i energi- och miljökrisen, vi utvecklade en alternativ process för ammoniaksyntes från kvävgas, vatten och förnybar energi, "sa Chen, studiens ledande forskare.

Processen använder alkali- och jordalkalimetallimider som kvävebärare som förmedlar ammoniakproduktion via en tvåstegs kemisk slingprocess som fungerar under milda förhållanden.

"I det första steget, kväve fixerades genom reduktion av kvävgas med alkali- eller jordalkalimetallhydrider för att bilda imider, "sa Chen." I det andra steget, imiderna hydrerades för att producera ammoniak och regenererade metallhydriderna. "

Chen förklarade att de två stegen kunde påskyndas genom katalys av övergångsmetaller. "Den kemiska slinga som förmedlas av BaNH och katalyseras av Ni kan producera ammoniak i temperaturintervallet 100 till 350 grader C och atmosfärstryck. Produktionshastigheten för ammoniak var mer än en storleksordning högre än den för den termokatalytiska processen, "Tillade Chen.

Chen noterade att studien ger en "lovande lösning för effektiv skörd och lagring av förnybar energi." Chen sa att processen har fördelen av att arbeta vid atmosfärstryck och erbjuder också ett sätt att syntetisera ammoniak i en lokaliserad, fördelat sätt.