頂級氮研究人員想象世界超越化石燃料

高速公路堵塞了交通，超市里裝滿了來自遠方田地的肥料種植庫存，幾乎所有我們接觸的石油基塑料。我們很難想象生命會超越我們化石燃料的世界。黑金給我們帶來了前所未有的繁榮，但它也污染了我們的環境，也許是不可挽回的，而且它的供應量有限。怎么辦?

答案，我的朋友，正在風中吹來。但鮑勃·迪倫(BobDylan)用他著名的歌詞表達的不是那種悲傷，無法實現的方式。根據猶他州立大學生物化學家LanceSeefeldt和其他頂尖科學家的說法，生命的氮氣流動在我們周圍，它是可持續性超越不可再生能源的關鍵。

美國能源部基礎能源科學辦公室在2016年10月的華盛頓特區召集了Seefeldt和其他16位氮研究專家，討論了當前氮激活化學領域及其未來發展方向。該團隊在2018年5月25日的期刊“科學”雜志的一篇評論文章中報告了他們的結論。

美國宇宙科學研究院化學與生物化學系教授，美國科學促進研究院院長兼會議聯合主席Seefeldt說：“這次聚會是'誰是誰'的氮研究。”“我們的團隊包括諾貝爾獎獲得者羅伯特施羅克，我們努力的高潮確實是一場強大的巡回演出。我們中沒有人能單獨寫這篇報道。”

地球上的所有生命都需要氮氣，并且以二氧化物形式存在的高達80%的行星大氣由維持生命的氣體組成。然而，動物和植物都不能直接接觸氮。

“這是一個令人難以置信的諷刺，”塞費爾德說。“我們需要氮來生存，我們在它的海洋中游泳，但我們無法達到它。人類和動物從我們食物中的蛋白質中獲取氮。植物從土壤中獲取氮。”

這是大約一個世紀前化石燃料進入圖景的地方。德國科學家弗朗茨·哈伯(FranzHaber)和卡爾·伯施(CarlB?sch)率先推出了一項革命性的進程，旨在打破氮的超強債券，實現化肥的商業化生產，從而刺激了全球糧食供應的前所未有的增長，從而促進了世界人口的增長。

“這是歷史上的技術奇跡之一，但它目前消耗了世界化石燃料供應的2%左右，因此，碳足跡非常重，”Seefeldt說。

他和他的科學家們在峰會上得出了什么結論?是時候開始一場新的革命了。

科學家寫道：“存在著實現根本改善，新的和不同途徑(實現氮轉化)的機會。”“但是在這方面的進展需要對氮轉化反應進行分子水平的理解，以及......發現新的催化系統和提供驅動這些反應所需能量的替代方法。”

Seefeldt及其USU團隊的研究得到美國能源部的支持，他們已率先采用清潔和可再生的光驅動工藝，將氮轉化為氨，肥料的主要成分。

“我們對這一過程的研究，利用納米材料捕獲光能，展示了陽光或人造光如何為固氮提供動力，”Seefeldt說。“這是一個潛在的改變游戲規則的人。”

除了Seefeldt之外，科學論文的作者是麻省理工學院的Schrock;主要作者，陳金光，哥倫比亞大學;德克薩斯大學奧斯汀分校的RichardCrooks;羅徹斯特大學卡拉布倫;莫里斯布洛克，西北太平洋國家實驗室;德克薩斯A&M大學MarcettaDarensbourg;耶魯大學PatrickHolland;西北大學BrianHoffman和MercouriKanatzides;賓夕法尼亞州立大學MichaelJanik;亞利桑那州立大學安妮瓊斯;PaulKing，國家可再生能源實驗室;康奈爾大學凱爾蘭開斯特;SergeiLymar，Brookhaven國家實驗室，PeterPfromm，華盛頓州立大學和WilliamSchneider，圣母大學。