Sustainable ammonia production enabled by membrane reactor

氨生产 化学 催化作用 废物管理 有机化学 工程类
作者
Lingting Ye,Hao Li,Kui Xie
出处
期刊:Nature sustainability [Nature Portfolio]
卷期号:5 (9): 787-794 被引量:73
标识
DOI:10.1038/s41893-022-00908-6
摘要

The ammonia industry is crucial for the global supply of food through economical production of fertilizers in quantity, and it allows for the development of catalytic chemistry and technologies with ammonia as a promising carbon-free energy carrier. Although the Haber–Bosch process, where hydrogenolysis of nitrogen takes place over a promoted iron catalyst under harsh conditions, will continue to play a key role, its massive carbon footprint and energy consumption call for more sustainable production methods ideally at near ambient pressure. Here, we show a green route for the synthesis of ammonia using a nitrogen permeable membrane reactor. In the absence of an external pressure, our membrane reactor delivers a nitrogen flux of 3.1 × 10−2 ml cm−2 h−1, leading to an ammonia yield rate of 2.9 μmol cm−2 h−1 at 450 °C. The reaction of permeated N3− ions with H2 gives rise to a high ammonia concentration of 0.097 vol% in the gas phase, which is close to the limit of thermodynamic equilibrium (0.1 vol%) under the identical condition. This work not only creates a greener path for ambient-pressure ammonia synthesis but also presents a new membrane reactor design that could find applications in other areas.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
快迪完成签到,获得积分10
3秒前
情怀应助梦里的大子刊采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
ccccccc发布了新的文献求助10
5秒前
盛林完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
mst发布了新的文献求助10
6秒前
狂野的友灵完成签到 ,获得积分10
6秒前
WTTTT完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
桐桐应助yoyo采纳,获得10
11秒前
12秒前
KawaiiAsdf发布了新的文献求助30
12秒前
OK应助Babyj采纳,获得100
12秒前
小二郎应助Babyj采纳,获得100
12秒前
12秒前
12秒前
毕双洲发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
duj发布了新的文献求助10
12秒前
ccccccc完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
无极微光应助完美的采珊采纳,获得20
15秒前
深情安青应助fyukgfdyifotrf采纳,获得10
15秒前
16秒前
YY发布了新的文献求助10
16秒前
sunny发布了新的文献求助10
16秒前
徐丑发布了新的文献求助30
16秒前
17秒前
港归完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
prtrichor599完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
某某发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
21秒前
上官若男应助虚幻的灵波采纳,获得10
22秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
A Step-by-Step Guide to Qualitative Data Coding 2nd Edition 400
Impact of Storage Orientation and Duration on Prefilled Syringe Performance: Break-Loose and Glide Forces, and Injection Time Across Multiple Time Points 360
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6678119
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8425024
关于积分的说明 18008151
捐赠科研通 5894085
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2980245
邀请新用户注册赠送积分活动 1956141
关于科研通互助平台的介绍 1888225