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氢，初中化学老师都会重点讲解的元素，作为燃料电池拥有超高的能量效率并且无污染，非常理想的绿色清洁能源。
但是，氢作为元素周期表中最轻的元素极易泄漏难以储存和运输，并且与空气混合易燃易爆……因此，氢能源自提出之后发展却很缓慢。于是，另一种元素走进了科学家的视线之中——氨。
氢的亲戚——氨
氨，是氮和氢的化合物，分子式为NH3，由一个氮原子和三个氢原子组成，作为氢的储存介质就再合适不过了。
氨的制造可直接由水中的氢和空气中的氮合成，同时氨的燃烧氧化反应过后产物生产氮气和水，不污染环境，理论上来说是和氢一样的可再生绿色能源。
氨的运输通常采用降温加压的方法，在常压状态下将氨的温度降到-33℃就能够液化。由于氨是世界上产量最多的无机化合物之一，八成的氨被用于制作化肥。换句话说就是氨的贸易和运输产业较为成熟。
因此，理论上氨能源在新能源汽车方面可采取两条路线进行利用。
一、利用技术制造氢，将氢与氮合成氨运输到目的地，在通过相关技术还原出氢供氢燃料电池使用。此时的氨是发挥了“运输介质”的作用。
二、将氨直接供应氨燃料电池使用。氨在纯净的氧气中燃烧，产物是氮气和水，氮气是空气中的成分，不污染环境，所以氨也就是理想的绿色清洁能源。
氨能源的技术难点
话说回来，尽管氨同样是绿色清洁能源，但是其技术难点尚待突破。
一、氨的制取。氨的制取有三种方案，而工业上合成氨的工艺是将氮气、氢气在500℃和200MPa的高温高压下利用催化剂（Fe2O3为主体）直接化合生成，化学方程式为N2 + 3H2 → 2NH3 。
值得一提的是，氮气是可以直接来源于空气，而氢气则需要通过一系列原料和技术制备；另外，这个过程只有少部分反应气转化成氨，大部分仍将循环使用，换句话说就是制取效率未达到理想状态，会产生过高成本。
二、氨的不完全燃烧。氨气的燃点为651.1℃，在不稳定的情况下，氨气不完全燃烧时会生成氮氧化物而污染环境，例如一氧化氮和二氧化氮都是有毒有害气体。
针对不完全燃烧问题，三菱重工开发的4万千瓦100%纯氨燃料发电机可将氮氧化物控制在很低的范围内，预计在2025年实现商用。
氨能的国际形势
目前国际上对于氨能源的研究和布局，日韩两国较为积极。
2021年10月，日本政府第六版能源战略计划首次引入氨能，明确表示到2030年氢能和氨能产生的电能达到日本全国能源消耗的1%；韩国政府则在2021年12月的由韩国通商资源部主持的“第二次氢气和氨气发电推进会议”上宣布2022年开始是氢气和氨气发电元年，并制定发展计划。
去年 9 月，合肥综合性国家科学中心能源研究院与皖能股份公司联合成立“安徽省能源协同创新中心”，明确由双方共同组织该项目实施，并选择在皖能股份下辖的铜陵发电有限公司300MW(30 万千瓦)发电机组开展实验。
去年12月，福州大学、北京三聚环保新材料股份有限公司、紫金矿业集团股份有限公司在福州举行绿色能源重大产业项目战略合作签约成立合资公司，创建国内首家“氨-氢能源重大产业创新平台”，围绕“氨-氢”绿色能源重大技术开展深度合作。
今年4月，“安徽省能源协同创新中心”300MW火电机组一次性点火成功稳定运行近3个小时。标志着我国在氨能综合利用发电示范项目取得了关键性进展，具有里程碑意义。
写在最后
在以实现“双碳”的大背景下，氢能和氨能对于可再生绿色资源发展有着重要的代表作用。中国工程院院士、清华大学教授李骏认为全球已经进入“氨=氢2.0”时代，氢能产业要向氨能方向发展。
我国对于氨能的研究在全球领域来看并不算落后，也打破了国外技术垄断为我国氨能产业奠定了基础，但是距离氨能的大规模应用仍然具有挑战。
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标签: 氢能
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