通过水溶液中硝酸盐的电化学还原实现创新氨气生产工艺的生命周期评估

《Journal of Energy Chemistry》：Life cycle assessment of an innovative ammonia production process via electrochemical reduction of nitrates in aqueous solution

　　

弗朗切斯科·布伦达|埃莱奥诺拉·罗西|萨拉·加西亚-巴列斯特罗斯|法布里齐奥·帕萨里尼|费德里科·贝拉|达尼埃莱·切斯皮

摘要

传统上，氨是通过哈伯-博施工艺生产的，该工艺需要较高的温度和压力。目前人们正在努力寻找在更温和的条件下合成NH₃的方法，而电化学硝酸盐还原反应（E-NO₃RR）是一种很有前景的途径，它能够利用富含硝酸根离子的废液来生产氨。本研究的目的是在实验室规模上对这项技术进行生命周期评估（LCA），找出其环境方面的关键问题，并从安全可持续设计（SSbD）的角度评估关键原材料的流动情况以及该过程的外部成本（CoE）。研究结果显示，在流式电池的制造过程中，聚四氟乙烯（PTFE）和氧化铱是影响最大的材料；而在NH₃合成过程中，用于驱动反应的电力是造成环境影响最大的因素。此外，研究还表明，在实验室规模上，流式电池是关键原材料消耗最多的部分，而电力使用则是外部成本方面影响最大的环节，这些信息可为技术的开发者提供有价值的参考，有助于他们实现更可持续且更具竞争力的技术升级。