《自然》杂志发表的一篇论文揭示：金刚石表面特殊纳米膜层处理后，沉浸在水中，仍具有水下发射电子的能力。这一研究成果，将为合成氨行业节能降耗带来一缕希望。

看似简单的合成氨放热反应式：N₂ + 3H₂ = 2NH₃– 92kj_，百年来引无数化学英雄竞折腰。

桀骜的氮气分子N₂，强大的3键离解能高达942kj/mol, 是所有共价键中最难啃的硬“骨头”。尽管空气的78%是氮气，但老天爷也要靠天打雷劈，才能将离子化的氮素，经雨水输送到土壤。

延续近百年的Haber商业制氨法，反应条件要求温度达到500摄氏度，压力300大气压左右，使得每吨氨的能耗高达40GJ（吉焦）。至今这一方法尚无取代的迹象。

从某种意义上说，构成人体蛋白质的氮元素的大部分，来自哈伯法生产。假设没有哈伯法，现今60亿的地球人口，至少要削减一半以上。解决好了合成氨的节能降耗，地球还可以养活更多的人口。否则维持现状，国家就算彻底取消计划生育政策，人口数也难以增加。

该新技术依托紫外光催化原理，激发金刚石表面的电子发射，将灌入水中的难溶氮气，直接在酸性水溶液中，将其打散成氮离子，并将质子（氢离子）粘贴到氮离子上生成氨分子！整个反应过程常温常压，且氢元素直接来自水中，不用到化石燃料中去抠。厉害吧？

金刚石上飞出的电子直接在水中驰骋，这一现象彻底颠覆了“电子不下水，离子不上岸”的公认规则。

从此要建立几个新概念：电子可以溶解于水；氮气可以离子化溶解于水；氢气也可以离子化溶解于水；etc。。。

注意：另一个专业术语“电泳”，并不是指电子在水中裸泳，而是指的带电胶体。

这一方法要走出实验室，还有一段漫长的路要走，但其工业化前景值得期待！

哈伯因发明合成氨法，获得1918年诺贝尔奖。我坚信：如果下一个经得起商业化检验的、常温常压下的合成氨新法问世，也一定可以获得诺贝尔奖。

参考文献：

1、Photo-illuminated diamond as a solid-state source of solvated electrons in water for nitrogen reduction

http://www.nature.com/nmat/journal/v12/n9/full/nmat3696.html

2、哈伯制氨法 http://baike.baidu.com/view/1156055.htm 

3、Haber process http://en.wikipedia.org/wiki/Haber_process