Революция в производстве аммиака
Аммиак — ключевой компонент для сельского хозяйства и промышленности, однако его создание требует колоссальных энергозатрат. Ученые из Токийского университета совершили прорыв, разработав метод получения этого вещества из атмосферного азота, воды и солнечного света. Инновационная технология с использованием двух катализаторов позволила добиться высокой эффективности без традиционных энергопотерь, вдохновляясь природными процессами в растениях.
Почему это важно для планеты?
Ежегодно мир производит свыше 200 млн тонн аммиака, 80% из которых идут на удобрения. Однако его синтез «съедает» 2% глобальной энергии и сопровождается выбросами CO₂. Новый подход открывает путь к экологичному производству, снижая нагрузку на окружающую среду и приближая нас к устойчивому будущему.
Как работает технология?
Команда профессора Йошиаки Нишибаяси объединила два катализатора: молибденовый — для активации азота, и иридиевый — для взаимодействия с водой под действием света. Третичные фосфины в системе помогают извлекать протоны из H₂O, запуская цепную реакцию. «Эффективность превзошла ожидания, — отмечает ученый. — Это первый случай, когда динитроген и вода стали основой для фотокаталитического синтеза».
Солнце вместо ископаемого топлива
При поглощении света иридиевый катализатор окисляет фосфины, которые затем взаимодействуют с водой, высвобождая протоны. Молибден соединяет их с азотом, образуя аммиак. Такой процесс имитирует естественный фотосинтез, где энергия света преобразуется в химические связи — только вместо кислорода создается жизненно важное удобрение.
Перспективы масштабирования
Эксперименты показали, что система работает в 10 раз эффективнее аналогов. Хотя вопросы безопасности фосфинов требуют решения, ученые уже исследуют способы их переработки. «Наша цель — создать замкнутый цикл с использованием солнечной энергии», — подчеркивает Нишибаяси. Это приближает нас к промышленному внедрению «зеленого» аммиака.
Шаг к искусственному фотосинтезу
«Как растения с помощью бактерий превращают азот в аммиак, так и наша система объединяет свет, воду и катализаторы, — объясняет профессор. — Это не просто прорыв в химии, а пример гармонии технологий с природой». Метод открывает новые горизонты для устойчивого сельского хозяйства и снижения углеродного следа.
Источник: scientificrussia.ru
