曾杰教授团队ACS Catalysis：常压等离子体级联催化氮气水加二氧化碳制备氮肥

本文报道了中国科学技术大学曾杰教授团队在常压固氮与二氧化碳资源化利用领域的研究突破。背景方面，传统碳酸氢铵化肥生产依赖哈伯法的高温高压工艺，能耗高且碳排放量大。研究目的是开发一种在常压下直接利用氮气、水和二氧化碳合成碳酸氢铵的绿色、分布式化肥生产技术。结论是该团队创新性地构建了等离子体-热催化级联系统，利用非平衡态直流等离子体炬在常压下活化氮气和水蒸气，生成的NO/H2混合气再经Pt/HZSM-5催化剂高效加氢，最终与二氧化碳共吸收得到高纯度固体碳酸氢铵。在0.4A设计电流下，碳酸氢铵产率高达114.5 mmol·h⁻¹，且系统稳定性优异。该研究成功摆脱了对超高压条件的依赖，为替代传统高污染化肥工艺提供了全绿色解决方案，并展现了等离子体活化与热催化选择性的协同优势，未来有望在碳中和背景下发挥重要作用。