看起来可以在一千块钱以内做出一套10g/hr级别的设备。再加几百块钱，买个家用制氧机，还能让效率提高几成。

顶楼里的论文都没有提到装置寿命（比如多长时间要换一次电极）。不知道是因为学术界不关心寿命，还是这些装置的寿命“天然的”就如此之长，以至于达到了不需要关心的程度。

youtube上有人做过一个5kW的装置，效率是32g/kWh

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/watch?v=lNRAraOZrE4

可以用微波等离子体火炬吗，好处是没有烧蚀，就是稍有点贵

From the Birkeland-Eyde process towards energy-efficient plasma-based NOx systhesis a techno-economic analysis.pdf 3.89MB PDF 38次下载 预览

在低气压条件下（约66mbar）有可能产率和能效都高得惊人，能效达到0.28MJ/mol，远低于哈伯法0.5MJ/mol。一定要低压，复现实验没用低气压的，能效都差劲很多。

得到最高能效的方法，有可能是直接加热空气，也有可能是将氮气等离子火炬吹入氧气中。

在低压微波（MW）等离子体中获得了最佳的产品产率和能量消耗结果。据报道，在使用催化剂的MW等离子体中，能量消耗为0.84 MJ/mol N，NO浓度为6 mol%。[64] 在磁场（所谓的电子回旋共振）下的MW等离子体中，报告了最高的14% NO浓度和最低的0.28 MJ/mol N的能量消耗。[65] 然而，这些数据是在20世纪80年代报告的，近年来未被重复验证。类似的情况也存在于基于等离子体的CO2裂解中，20世纪80年代的结果未能在类似反应器中被近年来重复验证。[99] 因此，应批判性地评估20世纪80年代MW等离子体中的基于等离子体的NOX合成的能量产率计算。

这些MW等离子体在降低压力（降至66 mbar）的条件下操作，这确实促进了振动–平动不平衡，从而引发了振动诱导的Zeldovich机制。因此，这部分解释了它们高产品产率和低能量消耗的原因。然而，低报告的能量消耗仅考虑了等离子体功率，并未包括真空设备和反应器冷却系统的能量消耗。因此，MW等离子体中NOX生产的总能量成本会更高。

MW反应器在更高压力下操作也是可能的，但由于碰撞频率的增加，热损失也会增加。[100]

33 F. Jardali, S. van Alphen, J. Creel, H. A. Eshtehardi,
M. Axelsson, R. Ingels and A. Bogaerts, NOx production
in a rotating gliding arc plasma: potential avenue for
sustainable nitrogen fixation, Green Chem., 2021, 23(4),
1748–1757, DOI: 10.1039/D0GC03521A. （已经上传到楼主位，第3个附件）

64 B. Mutel, O. Dessaux and P. Goudmand, Energy cost
improvement of the nitrogen oxides synthesis in a low
pressure plasma, Rev. Phys. Appl., 1984, 19(6), 461–464,
DOI: 10.1051/rphysap:01984001906046100.
65 R. I. Asisov, V. K. Givotov, V. D. Rusanov and A. Fridman,
High energy chemistry, Sov. Phys., 1980, 14, 366

加压对氮氧化物氧化和吸收效果改善显著，文献中记载气体压强增加一倍，则一氧化氮氧化所需设备体积减小到原来的八分之一。

加二氧化钛应该能进一步提升效率

感兴趣的小伙伴可以买个无极灯来尝试烧空气

实例 关于炮姐转职生产硝酸钾这档事（完） - 科创网 (XXXXXXXXXXXX)

这个反应器看着像等离子割嘴，割嘴上也有个螺旋结构实现切线进气的功能。

刚刚去某宝上搜了一下微波等离子炬，设备费似乎是这种业余制硝方法的最大阻碍。如果真要搞到话需要加装一个罩子来达到低压状态。还需要真空泵，节流阀。要加压吸收的话还需要特殊压缩机。（一般空压机可能耐受不了氮氧化物腐蚀，还会使压缩后气体含油）

仔细看了一下warmonkey上传的论文，还有一些其它论文。

高效率的生产NOx，最有前景的方法是用“非热等离子体”（non-thermal plasma）。这种等离子体里，电子温度和原子核温度不一样。电子温度很高，通常用电子伏特(eV)计量，1eV好像对应11604.5K的温度。但是原子核的温度很低，可能只有几百摄氏度。

我之前看过一个youtube视频，里面用非热等离子体做了一个“冷火”。因为电子温度很高，所以这个火会发光，又因为原子核温度很低，所以这个火温度很低，能把水冻成冰：

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/watch?v=cUpv2AqbZ1E 

非热等离子体里，如果电子能量很高，可以直接把氮氮键撞断（9.79 eV），撞出单个氮原子，进而产生氮氧化物。如果电子能量没那么高，没法撞断氮氮键，但是会让氮分子震动起来，降低反应的活化能，也能产生氮氧化物。

这里的核心在于增强等离子体的“非热”程度。越非热，就有越少的能量浪费在加热气体上，效率就越高。同时，温度低也能避免已经生成的NOx发生逆反应分解，也能提高效率。

下面两篇论文，都达到了接近哈伯法的效率。第一篇是用巨大的气体流量，来增强非热特性，代价是NO的浓度很低，产量很低。第二篇是用快速的脉冲（1us以内）来增强非热特性的，代价是需要产生短脉冲，而且它的NO浓度也很低。

Muzammil 等 - 2021 - A novel energy efficient path for nitrogen fixatio.pdf 1.08MB PDF 21次下载 预览

Vervloessem 等 - 2022 - Sustainable NO x production fr.pdf 2.15MB PDF 48次下载 预览

另外，第二篇论文里的装置，看起来简直和上面youtube视频里的一模一样（只是看起来一样，实际结构还是挺不一样的

呃呃呃，刚才想到一种古怪的增加氮氧化合物浓度的方法。即用分子筛变压吸附掉反应后气体中的一部分或全部氮气。

关于经济性上的讨论可以参考
DOI:10.1039/D3EE90066E

文中提到：

The effect of the energy consumption on the nitric acid cost in the plasma-based NOX synthesis process is shown by the solid and dotted lines in Fig. 8b, from which it follows that the plasma-based NOX synthesis process becomes competitive with the electrolysis-based Haber–Bosch process combined with the Ostwald process at an energy consumption of 1.0–1.5 MJ mol N−1, depending on the cost of the plasma reactor. Note that a significantly higher energy consumption is acceptable compared to the number (0.7 MJ mol N−1) in the paper as published. As listed in Table 1 in the paper as published, this is theoretically attainable for thermal plasmas, which have a minimum energy consumption of 0.72 MJ mol N−1. Warm plasmas and non-thermal plasmas may attain an energy consumption even below 0.7 MJ mol N−1 (see Table 1).

翻译：

图8b中的实线和虚线显示了能量消耗对基于等离子体的NOX合成过程中硝酸成本的影响，从中可以看出，当能量消耗在1.0–1.5 MJ mol N−1之间时，基于等离子体的NOX合成过程变得与基于电解的Haber–Bosch过程结合Ostwald过程具有竞争力，具体取决于等离子体反应器的成本。需要注意的是，与已发表论文中的数值（0.7 MJ mol N−1）相比，更高的能量消耗是可以接受的。如已发表论文中的表1所示，这对于热等离子体在理论上是可实现的，其最小能量消耗为0.72 MJ mol N−1。温等离子体和非热等离子体甚至可以达到低于0.7 MJ mol N−1的能量消耗（见表1）。

在其未修改的原文(doi: 10.1039/D0EE03763J)里提到:
which is required to decrease further to about 0.7 MJ mol N−1 in order to become fully competitive

翻译：为了变得完全具有竞争力，需要进一步降低到约0.7 MJ mol N−1。

  可见温等离子体和非热等离子体的潜力十分巨大