液氨有望成为绿色新能源

    在一些卫生条件不太好的厕所里，我们有时会闻到一种刺鼻的气味，其中就有氨气在作怪。我们很难把刺鼻的氨气和燃料联系起来。最近，日本科学家找到了一种廉价的合成氨技术，有望让液氨进入绿色新能源的大家庭。有科学家预测，氨能甚至有望取代氢能，成为重要的新一代绿色新能源。

    氨气在常温下是一种无色有刺激性臭味的气体，这使得人们对之退避三舍。目前，在生活中氨气往往不单独使用，要么用于制造工业用的冷却剂，要么用于制造农业用的肥料。鲜为人知的是，氨气是一种清洁的可燃气体。氨气是由氮元素和氢元素组成的一种化合物，1个氨分子中含有1个氮原子和3个氢原子，氨气在完全燃烧后只会产生水和氮气两种化学物质。这两种物质都不是污染性物质，不会危害人和其他生物的健康。

    既然氨气燃烧起来清洁无污染，为何以前没有推广使用？这是因为氨气作为一种燃料有三大局限性。第一，氨气本身是一种污染性气体，如果储藏不善泄漏出去，会危害人体健康，对人体的皮肤、呼吸系统和神经系统造成损伤，吸入过多甚至有丧命之忧。第二，制造氨气的成本太贵，目前工业上制造氨气是在高温高压的条件下，利用催化剂把氮气和氢气合成氨气。第三，氨气在空气中不能燃烧，需要在纯氧中才能燃烧。

    在氨气的三大局限性中，最困难的是如何降低制造成本的问题，因为避免泄漏的问题比较好解决，需要纯氧也不难。要降低制造成本，则需要技术上的突破，因为氨气的合成比较昂贵。传统合成氨气的方法贵主要是因为需要高温高压，这是一个高耗能的过程。而日本东京大学“催化反应工程学”副教授西林仁昭带领的研究小组，成功研发出一种新技术，他们通过使用一种含“钼”的化合物作为催化剂，可以在常温常压之下完成氨的合成，合成过程不需使用任何其他燃料，大幅减少了氨合成的成本。

    通过分析氨气的合成过程我们可以发现，合成氨气需要氢气，而且氢气本身就是可燃气体，燃烧条件又比氨气要求低，不需要纯氧，在空气中就可以燃烧。可以说，氨燃料其实是氢燃料的一个变种。也许有人会问，既然氢气本身就可以燃烧，我们为何要把它合成氨气呢？这是不是有些多此一举？

    这是因为氢气作为一种燃料在使用过程中有两个问题，一个是储存和运输问题，一个是安全问题。氢气的燃点很低，燃烧很剧烈，作为家用燃气极容易发生爆炸。氢气密度很小，如果作为交通工具的燃料，则必须进行液化后存储和运输，偏偏氢气很难液化，因为它的液化温度是零下253摄氏度。目前，往往是用一些特殊的且昂贵的合金材料或金属化合物来储存氢气。

    如果把氢气变成氨气，那些不利的因素都被消除了。首先，氨气的液化温度是零下33℃，这个低温相对比较容易达到。液化过后，氨就可以像石油那样储存和运输了，非常方便。另外，氨气不能在空气中直接燃烧，它的安全性比石油和氢气要高得多。即使不考虑氨气本身的污染性，氨气的安全性也决定了我们在家中煮饭烧水时不能用氨气这种燃料。

    有科学家预测，如果西林仁昭等人合成氨的技术能够在工业上得以推广，那么氨将很快取代氢，成为一种重要的绿色新能源。在将来，液氨可能作为一种交通工具的燃料而被广泛使用。各地可能出现不少液氨燃料站。液氨不但将成为汽车和轮船的燃料，还可以成为航空航天的重要燃料。对航空航天领域来说，液氨的安全性将成为它被选作燃料的一个特别重要的因素。