氨是一种重要的化工原料，主要用于生产化肥。同时，氨亦可成为一种清洁高效的“能源载体（Energy Carrier）”。近期，日本JST和美国DOE先后启动了“战略创新推进计划（SIP）”和“利用可再生能源制取液体燃料（REFUEL）”项目用以资助与氨的合成、运输与转化相关的研发。
文中首先介绍了氨作为能源载体在未来可持续能源结构中可能扮演的角色，重点阐述了氨的制取与利用等技术环节所面临的挑战与机遇。目前，低温高效合成氨多相催化剂的开发仍是最具挑战性的研究课题，而近期该研究团队在打破过渡金属上反应物种间的线性限制关系（Scaling relations）上所研发的策略，为攻克这一难题提供了新的思路（Nature Chemistry，2017, 9, 64；ACS Catalysis, 2017, 7, 3654）。此外，利用可再生能源和核能驱动的合成氨过程，如（光）电解水制氢与热催化合成氨过程的耦合、以氮气和水为原料的光（电）化学合成氨以及基于化学链技术的合成氨新途径等契合了当下可再生能源储存与利用的需求，正在逐渐成为新的研究热点。氨的转化利用亦是该循环过程不可缺少的环节。氨催化分解制氢、氨的氧化燃烧、直接氨燃料电池等相关技术已引起相关研究机构和企业的关注。
同期期刊还发表了牛津大学Edman Tsang教授撰写的“REACTIONS”文章“Green Ammonia Production”。据Chem网站介绍，“CATALYST”和“REACTIONS”是Chem期刊推出的较为新颖的文章类型，主要用于触发学术界以及工业界人士对相关研究课题的讨论。
上述工作得到国家自然科学基金委重点项目及我所甲醇转化与煤代油新技术基础研究专项（DICPDMTO）的资助。（文/图 郭建平）
