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在两个氮中的氮氮三键在化学中是最稳定的键之一，因此在正常的环境下人造合成氨是一个巨大的挑战。基于现有的知识，在正常的环境下只有细菌和一些植物可以从空气和水中合成氨。在这里，第一次，我们研究了通过分离氮气和氢气的过程来人造合成氨。在电压为1.6伏的情况下，氨合成的最大速率为1.14 × 10−5 mol m−2 s−1 。这潜在地可为大量生产在温和条件下的基本化学氨的替代路线。考虑气候变化和通过常规的方法用于合成氨化石燃料的枯竭，这是一种可再生和可持续的化学合成方法的未来。论文网
由于需要养活不断增长的世界人口，而同时减少全球碳排放，希望打破基于氨与使用化石燃料的工业生产农业肥料之间的联系。另一方面，能量存储为可再生能源发电的一大挑战。通过电化学过程合成的基本化学物质，如从可再生能源发电氨是一个不错的选择，以节省的碳排放量，并减少对可再生能源的储存压力。
氨共生产在2010年将在全球达到1.31亿吨。占主导地位的氨生产过程中是哈伯-博世工艺发明于1904年，需要高的温度（〜500℃）和高压（150-300巴），除了有效的催化剂。天然气或煤作为氨工业的能量来源，生产一吨合成氨要释放1.87吨二氧化碳。在哈伯 - 博世工艺，ppm级氧的存在可能毒害常用的铁基催化剂。在工业进程中，氮气和氢气的大量的纯化是必要的，这显着地增加了该方法的总成本。因此，研究人员一直在寻求从合成氮从空气中分离氨的简单的方法。尽我们所知，在合成氨从氮气在室温下的第一个报告是通过结扎分子氮的还原。另一方面，氨可在室温下通过电化学合成合成。在1985年，首次皮克特等人通过质子迁移报告电化学合成的氨在室温下顺式-[W(N2)2(PMe2Ph)4]。这可能会涉及到的硫酸钠溶液低的质子传导性。预期的电流密度和氨产率要高得多，如果导电性的电解质被应用。
质子导体是电化学装置重要的电解质。一些钙钛矿型氧化物表现出高的质子传导性已经被用于固体氧化物燃料电池。有报道从氮气和氢气的氨的电化学合成在570℃下根据固体质子导电氧化物SrCe0.95Yb0.05O3−δ。作者还进一步报道氨直接从氮气和水的合成绕过氢气生产过程。还有其它在电化学合成熔盐从氮气和水的氨的温度〜300℃的报告。最近我们报道的电化学合成氨在〜500℃下基于氧化碳酸复合电解质。氨在〜500℃容易分解，因此，低温合成是必要的，以避免氨分解，然而，最良好的低温质子传导材料是基于酸性物质。氨是一种弱碱和用酸性膜降低质子传导性容易起反应。2000年，克罗达力等人报道氨基于钌/碳阴极的合成由氮气和水，铂阳极，2M 氢氧化钾水溶液作为使用全氟硫酸物膜作为分离膜（未电解质）电解质和氨生成速率为70 ng h−1 cm−2 (2.78 × 10−8 mol m−2 s−1)在20℃下实现。虽然合成了氨从氮气和水所在的2M 氢氧化钾溶液作为电解质室温，氮气不能被空气置换为二氧化碳的空气可能会与氢氧化钾反应生成碳酸钾。据报道，氨合成了由氮气和氢气基于酸性H+-形式的全氟硫酸物膜，用Ni-SDC（钐掺杂的氧化铈）为阳极，SmBaCuMO5+δ作为阴极在25摄氏度最大生成速度为4.1 × 10−9 mol cm−2 s−1。然而，活性金属镍与强酸性全氟硫酸物膜的化学相容性有关。活性Ni和H+-形式的全氟硫酸物之间的反应可形成Ni2+的形式的全氟硫酸物从而失去质子传导因此，因此反应是不可持续。此外，直接从空气揉合氨而不进行氮气分离阶段将是一个较好的选择。