确定赢家

几乎每周都有新的太阳能电池材料或储存氢或碳的金属有机框架出现在我的办公桌上。解决地球上的能源难题已经被提上了化学家的议事日程。然而，哈伯-博斯工艺的清洁替代品，就像这样我们在二月初报道过不要这么频繁地出现。Haber-Bosch工艺经常被认为消耗了世界上约1-3%的能源，并对世界上类似比例的二氧化碳排放负责，是气候变化的重要参与者。

其他方法不能更自由流动的原因当然是固定氮是困难的。

氮是残酷的。这是戏弄。氮在我们周围无处不在——地球大气中78%的成分是氮，并且存在于每一种核酸和蛋白质中(生命系统将很难更加依赖氮)。然而，化学中最强的化学键之一使这种基本元素有效地隐藏在众目睽睽之下。

固氮酶是唯一已知的一类将二氮转化为氨的酶。通过在环境压力和温度下这样做，与Haber-Bosch工艺相比，它看起来很容易，Haber-Bosch工艺需要150到350个大气压，温度在350°C到550°C之间。然而，这仍然是一个相当耗能的过程，需要16个ATP分子来还原每个二氮分子。Shelley Minteer的团队最终成功地将这种聪明的酶整合到燃料电池中，而之前的努力都在努力阻止它降解。

氮素酶的作用模式仍有争议。大自然究竟是如何隐藏一个强大到足以在一个微妙的生物系统中撕裂氮三键的反应中心的?光合作用通常是我们想要模仿的自然过程中最重要的，但固氮酶的内部运作必须紧随其后。

今年早些时候，德克萨斯大学的韦斯顿·博登(Weston Borden)报告了一个意想不到的解释氮-氮三键的强度．希望这些发现能帮助化学家设计出更好的催化剂来固定氮。

自从弗里茨·哈伯因“从元素中合成氨”而获得诺贝尔化学奖以来，已经过去了将近一个世纪。无论谁能想出一种能在规模和价格上与哈伯-博斯法竞争的方法，谁自己肯定能赢得诺贝尔奖，更大的奖项是建立一个更可持续的社会。