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氨是生產化肥和化學品的關鍵原料，當前普遍應用的合成氨工藝是歷史超過百年的哈伯-博施法，需要在高溫高壓下進行，能耗大、對廠房設備的要求高。

據紐約州立大學布法羅分校日前發布的新聞公報，該校團隊參考了自然界中氮氣轉變成氨的過程。閃電使大氣中氮氣分解，生成氮氧化物，后者隨雨水進入土壤，通過細菌作用轉化成氨。

新型裝置分為等離子體反應腔和電化學反應腔兩個部分。給等離子體反應腔通電，可以在內部模擬閃電效果，利用空氣生成不同氮氧化物的混合物。這些物質隨后被送入電化學反應腔，在銅-鈀合金的催化作用下生成氨。

為提高效率，研究人員分析了由氮氣合成氨的不同反應路徑，確定其中瓶頸所在，有針對性地設計催化劑。在實驗中，他們使用的泡沫狀銅-鈀合金在2安培的電流作用下，每平方厘米每小時能催化生成81.2毫克氨，持續穩定運行超過1000小時。

該研究論文已發表于《美國化學會志》。