NIKKEI——日本经济新闻中文版

成功使用氮、水、还原剂、光线合成了氨（图片由东大的西林教授提供）

　　氨是全球最普及的化工原料之一，近期出现了一项使用空气和水等常见物质来合成氨的研究成果。氨作为燃烧时不排放二氧化碳的燃料受到关注。新技术使得能从空气中制造燃料的下一代汽车有可能成为现实。

　　东京大学研究生院工学系研究科的教授西林仁昭等人的研究团队已经证实，将空气中富含的氮、水、化学反应所需要的物质相混合并对其照射光线，便可在常温常压条件下合成氨。

　　据研究团队称，这是“全球首个”使用氮、水、光来合成氨的案例。这项研究成果已于5月发表在英国科学杂志《自然-通讯》（Nature Communications）上。

　　氨的全球年产量为约2亿吨，规模与塑料的主要原料“乙烯”基本相同。氨的约8成产量被用于化肥。

　　目前的制氨工厂采用20世纪初德国发明的工艺。这是一项让氮与氢发生反应的技术，为氨的工业化生产做出了贡献。被誉为“利用空气来制作面包的技术”，使农作物增产以支撑人口增长成为可能。这项技术的发明者弗里茨·哈伯（Fritz Haber）等人获得了诺贝尔化学奖。 

　　但这种工艺存在课题。用作原料的氢通常需要使用化石燃料甲烷来制作。制氢时会排放温室气体二氧化碳。采用电解水的方式来制氢虽不排放二氧化碳，但成本昂贵难以普及。另一个课题是，由于化学反应需要400～600摄氏度的高温和高压，因此需要使用大型设备。

　　东京大学的西林教授推进了利用氮、水和光来合成氨的研究，而不是原来的氮、氢和高温。氮、水和光均为地球上资源丰富的物质，如果能够使用这些物质以清洁的方式合成氨，将有望成为脱碳化的有力技术。

　　西林教授把目光投向了与豆科植物根部共生的细菌所含有的酶。这种酶能在不产生二氧化碳的情况下，把土壤中的氮等转化为氨。这种酶利用了金属元素“钼”（Molybdenum）等。西林教授此前一直在尝试以人工方式重现并改进酶的作用。  

实验中使用的催化剂（图片由东大的西林教授提供）

　　此次成功利用氮、水、反应所需要的“还原剂”和光，在常温常压下合成了氨。西林教授表示：“能将难以反应的水用作（构成氨分子的）氢供应源，这是一大进步”。由于反应仍依赖还原剂，以目前的方式实现实用化仍存在难度。西林教授透露，不使用还原剂的合成“已经到了触手可及”的阶段，目标是几年后发布研究成果。