为了解决传统合成氨在高温高压条件下能耗高、排放大的问题，中国科学技术大学熊宇杰教授带领团队提出了一种全新的标准化方案，并且把这个方案发表在了《自然·协议》（Nature Protocols）这本期刊上。熊宇杰的课题组长期从事小分子的可再生能源催化合成研究，这次他们把目光投向了能实现绿氨的标准工艺。和大家想象的不一样，熊宇杰他们的方法不需要极端的反应条件，只给空气和水这两种原料，再加上可再生电能，就能在常温常压下把氨给快速合成出来。这其中，中国科学院电工研究所的邵涛团队起到了关键的协同作用。这个技术采用了一个两步走的设计思路：第一步先用滑动弧放电等离子体反应器去活化空气中的氮气，让它生成氮氧化物；第二步再利用膜电极组件反应器让氮氧化物溶于水变成硝酸根，最后通过电催化高选择性地还原成氨。传统的氮气还原反应面临着难以活化、速率很低的老大难问题，而这套系统很好地规避了这些问题。不仅如此，电催化反应所需的氮氧化物原料还可以直接取自工业含氮废气，这样一来就为废弃物的资源化利用打开了一扇新的大门。氨作为一种关键的化工原料，在化肥、聚合物等众多工业产品的制造中扮演着重要角色，所以在工业中具有不可替代的地位。因此如何在温和的条件下高效生产“绿氨”一直是能源化工领域的研究热点，熊宇杰团队这次提出的方案很好地回应了这一需求。