化学教授 Doug MacFarlane 早就知道氨 (NH3) 有可能直接由构成我们呼吸空气 78%的氮 (N2) 和我们饮用的水中的氢 (H) 制成。
如果用于制造这种氨的电力来自可再生能源，那么氨将是绿色的或无碳的。
这意味着地球上最重要的肥料 - 负责提高农业产量，使地球能够维持其现有人口 - 可以可持续地生产。
大多数氨是在大型工厂中生产的，采用了一个多世纪前由德国人弗里茨哈伯和卡尔博世设计的工艺。Haber-Bosch 氨工厂约占全球温室气体排放量的 1.8%。
MacFarlane 教授和合作者 Alexandr Simonov 和 Bryan Suryanto 现在设计了一种生产绿色氨的方法，该方法有可能使 Haber-Bosch 工厂过时。他们的过程类似于电解制氢的方法。
MacFarlane 教授说，绿色氨还可用于“几乎在任何应用中”替代化石燃料。(这是在二战期间在比利时首次展示的，当时比利时公共汽车被改装为使用液氨。)
在国际海事组织已经规定，海洋产生的碳排放量必须在2050年减半-氨是领先的候选人，以取代较常见的柴油。
MacFarlane 教授说，汽车、公共汽车甚至喷气式飞机也可以使用氨运行。他解释说，在发动机中，氨的运行类似于液化石油气。
在墨尔本长期的 COVID 封锁期间，Suryanto 博士在 2020 年取得了他的绿色氨突破。
他获得了与当地公司Verdant合作在莫纳什克莱顿校区工作的特别许可，该公司希望通过电解从盐水中制造漂白剂。麦克法兰教授说，漂白剂可用于消毒表面，产生的碱性溶液还可用于洗手——它比肥皂对皮肤更友好，在医院中很受欢迎。在 COVID 紧急情况下需要这两种产品。
在与 Verdant 合作期间，Suryanto 博士还进行了实验，以确定鏻盐(MacFarlane 教授在其职业生涯中一直在研究的一类离子液体)是否可用于通过电解制造绿色氨。
以前制造绿色氨的尝试只能生产少量——不足以在商业上可行。
使用鏻，令人惊讶的结果
令 Suryanto 博士惊讶的是，鏻盐使他能够“在室温下以高、实用的速率和效率生产氨”。
麦克法兰教授和化学家亚历山大西蒙诺夫博士都没有在校园里分享这种兴奋。Suryanto 博士不得不通过计算机链接传达他的突破的消息。
“说实话，尤里卡时刻并不是真正的‘尤里卡!’，而更像是‘你确定吗?我认为你需要再次这样做，'”麦克法兰教授说。
“要真正相信它需要很长时间。我不知道我们还没有真正进行过适当的庆祝活动。我们分拆公司的成立可能是我们真正庆祝这一切的时候。”
Suryanto 博士的发现此后得到了验证，结果发表在《科学》杂志上。
并且已经成立了一家名为Jupiter Ionics的公司来开发商业应用。它将由澳大利亚创新与科学办公室前首席执行官 Charles Day 博士领导。
MacFarlane 教授说：“该技术为未来扩大到非常大的出口生产设施开辟了广泛的可能性，这些设施与专用的太阳能和风电场相连。”
日本和韩国已表示有兴趣进口绿色氨作为替代化石燃料。
但该公司最初的重点将是化肥生产。
MacFarlane 教授说，绿色氨与 Haber-Bosch 氨相比的一个优势是“我们可以使我们的绿色氨工厂非常小”。“您不需要庞大的化学工程设置。例如，它们可以像厚厚的 iPad 一样小，并且可以连续产生少量氨来运行商业温室或水培装置。
“这意味着化肥的分布式生产成为可能，因为氨生产装置非常小且结构简单。”
Jupiter Ionics 的种子资金来自慈善家 Lesley 和 Roger Gillespie，他们是面包制作专营权 Baker's Delight 的创始人。莱斯利在莫纳什大学学习化学期间，与第四代面包师罗杰一起在一家面包店做兼职。
莫纳什团队的氨研究得到了澳大利亚可再生能源署(ARENA) 的资助。
不是所有的绿色都很棒
绿色氨不像绿色氢那样广为人知，但它是化石燃料的更实用的替代品，因为它的可燃性较低，而且运输氨的基础设施已经存在，这要归功于哈伯博世工厂的全球网络和船舶为他们服务。
但是，大量使用绿色氨也有一个潜在的缺点。
过去 100 年来大量使用合成肥料已大大增加了地球对氮化合物的暴露。“这大约是 200 年前的两倍，”麦克法兰教授说。
NOx 是造成大气污染的氮氧化物的总称。硝酸盐形式的肥料径流是河流和海洋中的污染物。
“它们在海洋中经历了许多过程，最终以 N2[氮气] 气体的形式排放回大气，”麦克法兰教授说。“但其中一些循环和一些涉及海洋中氮的中间材料有很长的半衰期——超过 100 年。”
这意味着它们的长期影响仍然未知。MacFarlane 教授说，对氮循环进行更多研究至关重要。
