中国AI催化剂开启“废水造肥”新路

中国AI催化剂开启“废水造肥”新路
2026年05月11日 17:32 金投网

大家可能也关注到了,现在霍尔木兹海峡通行受阻,天然气和尿素的供应都变得“紧巴巴”的。最近这段时间,全球化肥市场简直像坐上了过山车,心跳指数拉满。

这么多国家中,最惨的莫过于化肥进口大国印度。据央视报道,印度在4月份几乎是以此前两倍的价格购买了250万吨尿素。虽说咱们国家靠着煤制肥的工艺,国内化肥产量一直很稳定,但无论是烧煤还是烧天然气,合成氨的过程都是个“吃能大户”。在这个节骨眼上,中国科研团队的一项突破性进展,使得化肥安全更具韧性。

这项研究成果于3月18日发表在《美国化学会志》上。来自中国科学院福建物质结构研究所的韩丽丽团队设计出一种新型催化剂,能把农田和工厂废水里的“公害”——硝酸盐,直接变成生产尿素的宝贝原料“氨”,而且效率是传统催化剂的近3倍。

这项创新的核心是双原子催化剂(DAC)。与单原子催化剂不同,双原子催化剂由两个相邻的金属原子组成,它们能够协同作用,驱动复杂的多步反应,例如将硝酸盐转化为氨或转化二氧化碳。

然而,这种“双原子催化剂(DAC)”的制备就像开盲盒,全靠科学家反复试验,效率不仅低下,金属负载量也上不去。但这回中国团队走了一条新路线——他们利用深度学习训练了一个人工智能模型,让AI去计算哪些金属原子最“合得来”。

结果就是,他们一口气精准设计了14种催化剂,用到了钇、钪、镧等一系列稀土元素。这些催化剂的金属负载量直接飙升到30%左右,比以前的最高纪录还翻了四倍多。

有了这个技术,经济效益显而易见。现在全世界生产尿素主要得靠天然气,而这两样东西都因为中东战争贵的离谱。如果能从废水里高效、廉价地提取氨,就相当于在咱们家门口开辟了一条不依赖天然气、不依赖进口的化肥生产“备用通道”。

不仅如此,环境效益也很高。大家平时看到的河流藻类疯长、水体变臭,罪魁祸首往往就是废水里的硝酸盐。以前处理起来费劲,现在用这种催化剂在室温下电解,直接就把这些污染物“解毒”变成了氨。

虽说目前在实验室里大规模“练肥”还不现实,但它展示了一种全新逻辑:将工业废料转化为植物养分,将高能耗化工转向低能耗电化学。它将成为我们抵御下一次全球供应冲击的强力缓冲。

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