[发明专利]氨生产方法和用于氨生产的装置

权利要求书

1.一种氨生产方法，所述方法包括以下步骤：

-在室(4)中提供至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)，所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)包括仅由稀土氮化物原子组成的外表面(3)；或者所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)包括外表面(3)，所述外表面(3)包括至少一个仅由稀土氮化物原子组成的区域，或多个仅由稀土氮化物原子组成的区域，所述至少一个区域或所述多个区域中的每一个区域是由所述外表面(3)限定的表面的子区域；

-在所述室(4)中产生为从所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)释放氮的真空，或在所述室(4)中产生为从所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)释放氮的惰性气氛；以及

-提供氢(H₂)，使所述氢与在所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)的外表面(3)处释放的氮(N)反应，从而产生氨(NH₃)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外表面(3)是原子级清洁的稀土氮化物外表面(3)。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

-向所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)施加能量以释放氮(N)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种稀土氮化物材料(2)以磨碎或压碎的形式提供、或作为粉末提供。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

-提供至少一种包括外表面(7)的稀土材料或稀土层(6)；或者提供至少一种包括原子级清洁的稀土外表面(7)的稀土材料或稀土层(6)；或者提供至少一种包括外表面(7)的稀土材料或稀土层(6)，所述外表面(7)包括至少一个仅由稀土原子组成的区域或多个仅由稀土原子组成的区域，所述至少一个区域或所述多个区域中的每一个区域是由所述外表面(7)限定的表面的子区域；以及

-使所述外表面(7)或所述原子级清洁的稀土外表面(7)暴露于分子态氮(N₂)，从而产生所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一种稀土材料(6)以磨碎或压碎的形式提供、或作为粉末提供。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：

-在产生所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)之后去除或减少向分子态氮(N₂)的暴露。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在去除或减少向分子态氮(N₂)的暴露之后，提供氢(H₂)，使所述氢与在所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)的外表面(3)处释放的氮(N)反应，从而产生氨(NH₃)。

9.根据前述权利要求4至8中任一项所述的方法，其中，所述外表面(3)同时暴露于分子态氮(N₂)和氢(H₂)气体混合物。

10.根据权利要求4至8中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

-提供基底(10)；以及

-将至少一种稀土元素沉积在基底(10)上，以产生所述至少一种稀土材料或稀土层(6)。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

-从所述至少一种稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)去除覆盖材料或覆盖层(14)，以暴露所述稀土氮化物外表面(3)或所述原子级清洁的稀土氮化物外表面(3)。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，还包括以下步骤：在氨生产之后，向分子态氮进行暴露，以补充耗尽的稀土氮化物材料或稀土氮化物层(2)。