一项新研究发现，氨可以在地下常见的温度和压力条件下通过岩石生成，研究成果已经发表在Joule上。MIT Technology Review报道了初创公司Addis Energy正计划将此创新工艺进行商业化。
最新研究表明，地球深处的自然条件可以被用来以更环保的方式生产氨。论文共同通讯作者，麻省理工学院教授Abate说：地球本身可以作为生产这种化学物质的反应器。此理念为化学工业带来颠覆性变革。
氨广泛应用于大多数肥料中，是现代农业和食品体系的重要组成部分。同时，氨也被视为一种潜在的绿色燃料，可能用于远洋航运等行业。现有的氨生产工艺耗能大且排放大量温室气体（据统计，全球氨生产的温室气体排放量超过总量的1%）。
生产氨的两个主要原料是氮和氢。目前围绕清洁氨生产方法的研究，多集中在开发新方法来生产氢，因为氢的生产对氨在气候上的影响起着决定性作用。
近年来，一些研究人员逐渐发现了地下存在的天然氢（富含铁的岩石常常会引发化学反应，生成氢）。这些天然氢可能成为一种低成本、低排放的氢源。地下氢产业仍处于早期阶段，一些研究人员希望通过人为调控地下氢的生成来加速这一过程。借助合适的岩石类型、适当热量及催化剂，能以低成本生产氢，同时避免大规模的气候污染物排放。
Abate提出了大胆的想法：直接利用地下自然条件来驱动化学反应，将氢和氮转化为氨。为验证此工艺的可行性，Abate和其团队在实验室中设计了一种小型反应器模拟地下条件：将富含铁的矿物粉碎，加入硝酸盐（作为氮源）和水（作为氢源）及催化剂来促进反应。尽管在高温/高压条件下反应速度更快，但研究团队发现，在130度和略高于两个大气压的条件下，氨的生产依然具备经济可行性。此温度/压力条件通过现有的钻探技术可以实现。
实验结果显示：在较低的温度/压力条件下，数小时就能生成氨。如果这一工艺能够实现规模化，研究人员估算，一个井口每天可生产多达40,000公斤的氨。
实验室中的结果令人鼓舞，而要将这一工艺应用于工业场景仍需克服诸多挑战，关键问题是如何让反应持续进行。在反应过程中，富含铁的岩石表面会逐渐被氧化，会阻碍后续的反应。为解决这一问题，Abate和其团队正在研究如何优化岩石层的厚度和组成以延长反应的持续时间并确保生产过程的稳定性。
为将研究成果商业化，Abate与Engine Ventures等投资者共同创立了Addis Energy公司，获得了425万美元的资金支持。目标是扩大研究规模，同时寻找具备生产地下氨所需地质条件的地点。首席执行官表示：该项目的重要优势在于，许多所需技术已经广泛用于石油和天然气行业。这是一种应用成熟石油和天然气技术的全新化学工艺。
据研究人员初步估算，适用这种新方法生产氨的成本可能达到0.55美元/公斤，比目前使用化石燃料生产氨（约 0.4美元/公斤）的成本稍高，但相比其它低排放氨生产技术的成本要低。
Abate表示：实验室中的成果令人振奋，这仅仅是第一步。接下来的挑战是验证这种方法在实际应用场景中的可行性。
Addis Energy将专注于技术的规模化扩大，还有大量基础研究要完成：理解反应的原子层面机制方面和研究岩石与反应液体之间界面的化学过程。未来，Abate和其团队将进一步完善和细化此工艺的成本，同时深入研究安全性和可持续性。氨已具备成熟的储存、运输和处理标准，这为其商业化打下了基础。
