在这次前沿科技展示中，北京大学化学与分子工程学院沈兴海教授带领的团队就把核燃料废料和一种神奇的二维材料结合起来，成功为全球解决绿氨成本过高的难题提供了全新方案。2025年全球可再生能源发电量将首次超过煤电，而在这场能源变革浪潮中，绿电的存储和运输一直是一个关键问题。绿氨作为一种新型“零碳”能源载体，可以作为肥料和燃料使用，并且只产生水和氮气，因此备受关注。然而，由于传统哈伯-博施法需要高温高压条件，导致绿氨成本居高不下。 为了降低成本并推动绿氨规模化应用，沈兴海团队转向石墨炔材料进行研究。石墨炔是一种二维碳材料，在催化领域具有巨大潜力。研究团队首次利用铀原子与石墨炔的协同作用，在温和条件下实现了高效热催化合成氨。实验结果表明，铀原子以原子簇形式分散于石墨炔表面，形成桥式吸附模式，有效激活氮气分子。 在150摄氏度、15个大气压的温和条件下，铀-石墨炔复合催化剂展现出高效热催化合成氨能力，速率达到587.5微摩尔每克每小时，并且循环稳定性良好。相比之下，传统铁基催化剂和钌基催化剂在相同条件下几乎无法产出氨。 这个突破性成果给核能领域带来了新希望。长期以来被视为核燃料循环中的“边角料”的贫铀有望被转化为高性能催化剂，为铀的高值化利用开辟全新技术路径。 沈兴海团队的这项研究给了新型二维碳材料在催化、电子器件等领域广泛应用奠定了基础。这个前沿科技展示中还提到记者晋浩天带来的报道来自光明日报北京3月20日电。