德国高校研发新型催化剂，化肥生产迎来革命

德国高校研发新型催化剂，化肥生产迎来革命

德国波鸿鲁尔大学和杜伊斯堡-埃森大学的研究人员成功开发出一种新型催化剂，能够在化肥生产过程中同时产出氢气和亚硝酸盐，这标志着化肥生产领域的一次重大突破。

这一突破性发现解决了传统氢气生产和运输的难题。此前，氢气的生产通常是通过电解水实现的，而为了实现可持续性，这个过程需要依赖可再生能源。此外，氢气的运输方式主要有液态和气态运输两种，但氢气只有在-253℃的极低温度或高压下才会变成液体，因此其运输难度相对较大。替代方案是在生产现场将氢气转化为氨（NH3），因为氨在-33℃时即可液化，而且其能量密度高，更便于运输。使用时，科学家通过反向哈伯—博施反应，将氨转化为氮气和氢气。

研究人员面临的挑战是找到一种合适的催化剂。经过实验，他们证明多金属催化剂适用于这一目的。研究人员结合反向哈伯—博施反应与水的二次电解，使用气体扩散电极，并在该反应中添加了多金属催化剂。结果显示，氨和水发生反应时，产生亚硝酸盐和氢气。该反应可将87%的转移电子用于转化成亚硝酸盐，而且这一过程中氢气产量会加倍。亚硝酸盐可以进一步加工成肥料。

这一发现不仅提高了化肥生产的效率，还为农业和能源领域的可持续发展提供了新的途径。中国科学院院士、上海交通大学教授邓子新表示，未来生物学家和工程师将联合起来对生物体进行重新布线和编程，高效、经济、环保地生产更廉价的药物、食品和健康产品，为汽车提供绿色能源，为治疗癌症和遗传病等重大医学难题提供新手段，最终从多方面改变人们的生活。

这一研究首次证明这两个化学过程可以在实验室规模上结合使用，但要实现工业规模生产，还有很长的路要走。深圳理工大学合成生物学院院长张先恩认为，当前，生物制造处在以合成生物学和人工智能为代表的“5.0阶段”。我国在生物设计能力、生物质转化能力等技术层面，研发周期等成本层面，基因技术市场准入等政策层面以及逆国际合作层面仍然存在一定困难。下一步，要从“赋能基础研究”和“赋能生物工程”两个层面“做好当下”。建立健全从基础研发、成果转化到应用落地的支持体系，做好创新链、供应链、产业链管理，加强科学监管，为生物制造创造良好的发展环境。