在能源转型的浪潮中，一种名为绿氨的“零碳”燃料正崭露头角。绿氨燃烧后仅产生氮气和水，被视为储存绿氢的理想选择，成为当下能源领域的新热点。
传统制取绿氨依赖的是沿用百年的哈伯 - 博施法，此方法需在高温高压环境下进行，导致每吨绿氨的成本比用化石能源生产的氨高出两倍以上。降低绿氨成本，关键在于开发新一代柔性工艺，而高性能催化剂的研发则是实现温和条件下氨高效热催化合成的核心。
北京大学化学与分子工程学院的研究团队取得重要突破。该团队将特殊二维碳材料石墨炔与核工业中的“边角料”贫铀相结合，成功研制出一种全新的复合催化剂。相关研究成果发表于权威学术期刊《自然・通讯》。
团队构建的铀 - 石墨炔复合催化剂具有独特结构。铀原子以微小团簇形式分散在石墨炔上，相邻铀原子间距与一个氮气分子相匹配。这种结构使氮分子能以“桥式吸附”模式被高效捕获和活化，为后续加氢反应创造了关键条件。
研究过程中，团队以超临界二氧化碳为介质，通过大量实验筛选出最佳反应条件。同时，成功实现了单层和少层石墨炔的可控合成，并摸清了其层数与光学带隙的变化规律，为精准调控催化性能提供了科学依据。
这款新型催化剂在温和条件下表现出色。在150℃、15个大气压的环境中，产氨速率达到587.5微摩尔每克每小时，且具备良好的循环稳定性，为绿氨的工业化生产带来了新的希望。
