化肥如何变得对气候更友好

　　参考消息网4月5日报道化肥完全值得赞扬，因为它帮助养活了无数人。但唾骂它也是有道理的，因为使用太多化肥会污染水源，生产化肥也会消耗大量能源。
　　据德国《南德意志报》网站1月31日报道，仅氨（用于制造氮肥）的生产就至少占全球温室气体排放量的百分之一。世界各地的研究人员都在努力降低这一比例。美国加利福尼亚大学伯克利分校的一个团队最近在英国《自然》周刊上描述了一种绿色的含铜物质如何在这方面提供帮助。
　　100多年来，人们一直通过所谓的哈伯博世工艺、用氢气和空气的主要成分氮气来生产氨。为了尽可能多地生产这种散发出刺鼻气味的气体，需要让温度一再大幅波动。虽然相关化学反应需要高达500摄氏度的温度，但产生的氨最好在温度为零下20摄氏度时从气体混合物中分离出来，因为它在低温下会液化。虽然过程中产生的废热可以提供必要的热量，但冷却需要额外的能量。
　　本杰明斯奈德的想法就与此有关。他从本月初开始在美国伊利诺伊大学从事研究和教学工作。这位化学家不想将氨气液化，而是准备用多孔物质将其从混合物中提取出来。他说，更具体地讲，那是一种被称为金属有机骨架材料的含铜碳氢化合物分子链缠结，可以吸收大量的氨。
　　在分子水平上发生的事情令这位研究人员感到惊讶。他说：这种多孔的、实际上是三维的材料（在捕获氨后）改变了结构。可以把它想象成一捆解开的绳子。
　　材料的颜色也发生了变化，从绿色变为蓝色。如果氨随后被释放，该材料的分子串将再次变成一个绿色的球。
　　斯奈德的团队和其他科学家已经研究过其他多孔的氨收集材料，包括其他骨架材料以及含铝和硅的沸石。然而，这位研究人员强调，该绿色金属有机骨架材料在释放氨方面特别稳定且节能。根据这项研究，该过程是在中等压力和约175摄氏度的温度下进行的。
　　不过，迄今为止，在氨生产过程中，留下最大比例的二氧化碳足迹的是氢。人类目前主要从天然气等化石燃料中获得氢。位于德国鲁尔河畔米尔海姆的马克斯普朗克煤炭研究所的斯特芬赖希勒说：要让肥料生产活动具有可持续性，可以用可再生能源发出的电去电解水来生产氢。研究人员还在研究用于制氢的新催化剂。
　　许多研究的目标是，在较小的、分散的设施里生产气候友好型氨。业界也在这方面付出了努力。例如，位于德国多特蒙德的蒂森克虏伯乌德公司已在提供相关服务，可帮助客户建设能减少二氧化碳足迹的小型氨生产厂。
　　斯奈德也将分散的生产设施纳入视野。然而，这需要在吸附剂设计和高效催化剂方面进一步取得进展。他的团队在实验室中成功测试氨收集手段只是一个开始，只解决了较大难题中的一小部分。在绿色化学合成氨可以投放市场之前，以对气候友好的方式施肥的最有效方法仍然是，仅在需要的地方少量使用化肥。此外，巧妙的作物轮作，比如与豆类轮作，可以确保自然氮输入土壤。