最新消息|绿色氨气通往新型清洁燃料的坎坷之路_绿色氨气|通往新型清洁燃料的

随着到2050年实现零碳化的进程，你将会听到更多关于氨作为清洁燃料的选择。它看起来是长途运输和卡车运输所需清洁燃料的选择之一。那么，它是什么，它是如何制造的，以及它是如何成为一种绿色燃料？

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氨作为一种燃料，按体积计算，氨（15.6兆焦/升）比液态氢（低温下9.1兆焦/升）多出70%的能量，是压缩氢气（700巴压力下5.6兆焦/升）能量的近三倍。按重量计算，它携带6250Wh/kg能量，是当今锂电池能量的20多倍，足以克服提取能量时引入的低效率问题。
有几个关键的方法可以将氨作为燃料使用。一种是将其"裂解"为H2和N2气体，然后使用氢气，作为燃烧燃料或通过燃料电池发电。澳大利亚联邦科学与工业研究组织计算显示，当氨转化为氢并通过PEM燃料电池运行时，可获得约2094Wh/kg的能量。这大约是创造氨气所需的10兆瓦时/吨可再生能源的19% 。
另一个选择是将氨作为燃烧燃料直接燃烧，与氧气结合以释放能量，而氮气和水是唯一的废气产品。这并不超级简单。氨不会在较低温度下燃烧，因此通常需要同时使用另一种燃烧燃料。此外，如果燃烧过程没有得到很好的管理，它可以释放大量的一氧化二氮，这是一种强大的温室气体。但如果操作得当，联邦科学与工业研究组织计算出的结果是2315Wh/kg，即合成氨的能量输入的21% 。

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第三种方法是直接使用氨作为高温固体氧化物燃料电池（SOFC）的燃料，用氮和水作为副产品发电。这样做的效率更高，可获得高达5510Wh/kg的回报，或50%的能量输入。这里的一个缺点是，SOFC技术很昂贵，而且往往工作缓慢，提供的功率密度很低，但有可能用一个燃料箱运行一个混合系统，在需要爆发力的时候将一定比例的氨燃料转化为氢气。
现在，氨的生产是一个肮脏和能源密集型的过程，所需的大多数氢气都是从蒸汽改造的甲烷气体中提取。从地下提取天然气总是会导致甲烷泄漏到大气中，在那里它是一种非常强大的温室气体，而蒸汽转化过程不仅耗费大量能源，而且作为反应的一部分还会释放二氧化碳。
为了将这些H2分子与从大气中取出的N2分子结合起来，你需要打破将这些氮原子固定在一起的强键。这通常是通过哈伯-博世工艺完成的，该工艺将两种气体的混合物加热到400°C（752°F）以上，并在铁催化剂的作用下将其加压到约250巴，从而产生液态氨。
不用说，这里的能源成本是巨大的，而且大部分能源通常来自化石燃料。氨的生产量巨大，它是世界上生产量第二大的化学品，它目前占全球化石能源使用和相关排放的2% 。加上化学加工和逃逸的甲烷排放，氨是工业化学品生产中最大的污染源。