Une percée qui pourrait bien remodeler la chimie industrielle : des chercheurs de l'Institut des Sciences de Tokyo, en collaboration avec l'Institut National des Sciences des Matériaux et l'Université de Tohoku, ont mis au point un nouveau catalyseur, le BaSiONH, pour la synthèse de l'ammoniac. Annoncée le 17 février 2025, cette innovation promet de réduire considérablement l'impact environnemental de la production d'ammoniac, un processus essentiel pour les engrais et diverses applications industrielles.
Le procédé Haber-Bosch conventionnel, actuellement utilisé pour la synthèse de l'ammoniac, exige une énergie élevée, des températures et des pressions extrêmes, contribuant ainsi de manière substantielle aux émissions de carbone. Le BaSiONH, quant à lui, fonctionne à des températures plus basses (400-700 °C), offrant une alternative plus durable. Ce catalyseur sans métal de transition exploite les lacunes anioniques au sein de sa structure comme sites actifs, améliorant l'activité catalytique tout en minimisant la consommation d'énergie.
L'équipe du professeur Masaaki Kitano a initialement identifié le silicate de tribarium (BaSiO) comme base de ce nouveau catalyseur. Publiée dans Nature Chemistry, leur recherche détaille comment le BaSiONH a surpassé les catalyseurs existants à base de ruthénium, qui sont souvent coûteux et nuisibles à l'environnement. Le nouveau catalyseur démontre une capacité supérieure à abaisser l'énergie d'activation et à augmenter l'efficacité de la synthèse de l'ammoniac.
Des expériences menées dans diverses conditions ont confirmé les niveaux d'activité plus élevés du BaSiONH par rapport aux catalyseurs conventionnels. Une amélioration supplémentaire a été obtenue en intégrant des nanoparticules de ruthénium, bien que l'équipe ait précisé que les sites actifs primaires restaient les lacunes anioniques au sein du BaSiONH. Ce système à double phase représente une étape importante pour s'éloigner des catalyseurs traditionnels.
Les implications de cette découverte sont considérables. Avec une demande mondiale d'ammoniac qui devrait augmenter, le BaSiONH offre une méthode de production durable, réduisant les émissions nocives et atténuant l'épuisement des ressources. Son évolutivité et son efficacité présentent une voie prometteuse vers la viabilité commerciale, signalant une nouvelle ère où la durabilité et la chimie convergent.