Как ученые научились «зеленому» синтезу аммиака.
Исследователи из Университета Райса разработали неорганический метод синтеза аммиака. Этот метод является экологически чистым и позволяет получить химическое вещество практически в любых условиях. Их способ пока не может производить аммиак в промышленных масштабах. Однако ученые планируют увеличить масштабы своих экспериментов.
Для получения вещества исследователи из инженерной школы Университета Райса манипулировали двумерным кристаллом — дисульфидом молибдена. Они превратили его в катализатор, удалив атомы серы из кристаллической структуры. И заменили молибден на кобальт.
Это позволило материалу имитировать естественное поведение органических бактерий для превращения оксида динитрогена в аммиак. Практически этот же процесс они смогли повторить в лаборатории несколько десятков раз.
Неорганический процесс позволяет производить аммиак везде, где это необходимо. И не обращая внимание на условия окружающей среды. При этом их метод намного экологичнее, чем традиционный процесс Габера. Этот процесс позволяет производить миллионы тонн химического вещества в год. Но он чреват выбросами вредных веществ в атмосферу.
«Во время процесса Габера производится большое количество углекислого газа и потребляется много энергии, — отмечает ведущий автор и аспирант Университета Райса Сяоинь Тянь.
— Наш же процесс использует только электричество, чтобы запустить катализатор. Мы можем получить энергию с помощью солнца или ветра».
Компьютерное моделирование подтвердило, что замена некоторых открытых атомов молибдена кобальтом повысит способность соединения восстанавливать динитроген до аммиака.
«Наши масштабы пока не сопоставимы с хорошо развитыми промышленными процессами. Однако в конкретных случаях наши эксперименты могут предложить альтернативу. Альтернативу для производств, которые хотят стать «зелеными». — Так отметил руководитель проекта Цзин Чжан, научный сотрудник Университета Райса. — И это позволит производить аммиак там, где нужно — даже в космосе».
