Новая технология позволяет извлекать аммиак из воздуха с помощью солнечного света

Фото из открытых источников

Команде химиков из Университета Токио удалось разработать новую каталитическую систему производства аммиака из азота и воды. Важнейшая особенность новации — это сочетание двух типов катализаторов, что созданы специально для синтеза аммиака. Активатором реакции выступает солнечный свет.

Химическая промышленность планеты способна вырабатывать в год около 200 млн тонн аммиака, на что затрачивается около двух процентов мирового энергопотребления. Порядка 80% полученного аммиака используется на производство удобрений. Это крайне энергозатратные процессы, и химики продолжают искать более экономичные методы.

Ученые из Японии решили использовать естественные процессы, что происходят в растениях. Они осуществили реакцию, в которой соединили атмосферный азот, воду и солнечный свет. К системе добавили два катализатора, и на выходе получили значительные объёмы аммиака без заметных затрат энергии. Эффективность реакции оказалась даже выше ожидаемой, говорят авторы идеи.

Один из катализаторов базируется на переходном металле молибдене, он нужен для активации диазота. Основой второго стал переходный металл иридий, он задействован в фотоактивации как третичных фосфинов, так и воды. Задачей третичного фосфина является помощь в извлечении протонов из молекул воды.

Как рассказывает EurekAlert, есть еще нюансы в обеспечении безопасности реакции, поскольку ряд её производных могут быть не безвредными для человека. Учёные продолжают работу в этом направлении.

В растениях аммиак синтезируется в ходе биологической фиксации азота с помощью цианобактерий на фоне фотосинтеза, поясняют авторы работы. В их эксперименте электроны для реакции формировались фотосинтезом, а протоны извлекались из воды. Получилась своего рода реакция искусственного фотосинтеза аммиака.